<?xpacket begin="バイトオーダーマーク（UTF-8なら0xEF BB BF)" id="W5M0MpCehiHzreSzNTczkc9d"?>
<x:xmpmeta xmlns:x="adobe:ns:meta/" x:xmptk="Adobe XMP Core ">
 <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">
    <rdf:Description rdf:about=""
     xmp:CreateDate="2021"
     xmpDM:genre="クラシック"
     xmpDM:album="交響曲第1番"
     xmpDM:artist="WAV交響楽団"
     （以下データが続く）
   </rdf:Description>
 </rdf:RDF>
</x:xmpmeta>
<?xpacket end="w"?>

import sys
import numpy

# wav ファイルを読み込む
def readfile(filename):
    # 元音声の読み込み（16ビットモノラル、サンプリング周波数44.1kHz限定）
    f = open(filename, "rb")

    # 先頭は RIFF chunk
    if f.read(4).decode() != "RIFF": 
        return False               #  0～ 3 "RIFF" でなければwavファイルではないので終了
    filesize = int.from_bytes(f.read(4), sys.byteorder)+8       #  4～ 7 ファイルサイズ-8
    if f.read(4).decode() != "WAVE":
        return False               #  8～11 "WAVE" でなければwavファイルではないので終了
    # ここから fmt chunk
    if f.read(4).decode() != "fmt ": 
        return False               # 12～15 "fmt " でなければwavファイルではないので終了

    fmtchunksize = int.from_bytes(f.read(4), sys.byteorder)     # 16～19 fmtチャンクのサイズ、デフォルト 0x10
    formattype = int.from_bytes(f.read(2), sys.byteorder)       # 20～21 フォーマット形式、非圧縮PCMなら0x01
    ch = int.from_bytes(f.read(2), sys.byteorder)               # 22～23 チャンネル数
    samplingfreq = int.from_bytes(f.read(4), sys.byteorder)     # 24～27 サンプリング周波数
    bytepersec = int.from_bytes(f.read(4), sys.byteorder)       # 28～31 1秒あたりのデータのバイト数
    blocksize = int.from_bytes(f.read(2), sys.byteorder)        # 32～33 ブロックサイズ（1サンプリングあたりのバイト数)
    quantizationbits = int.from_bytes(f.read(2), sys.byteorder) # 34～35 1サンプルあたりのビット数

    datachunkpos = 20 + fmtchunksize                            # 36～に拡張データが入る場合がある
    f.seek(datachunkpos)                                        # fmt chunk に拡張データがあっても読み飛ばす

    # data chunk の先頭を探す
    while f.read(4).decode() != "data":                         # 次のchunk識別子が"data"ではない場合、
        skip = int.from_bytes(f.read(4), sys.byteorder)         # その次の4バイトがchunkサイズを表すので、
        f.read(skip)                                            # その分読んでしまう

    datasize = int.from_bytes(f.read(4), sys.byteorder)         #  4～ 7 波形データのバイト数

    # ここから波形データ本体
    if quantizationbits == 8:
        data = numpy.fromfile(f, dtype="uint8")                 # 量子化8ビットなら符号なし8ビット整数
    elif quantizationbits == 16:
        data = numpy.fromfile(f, dtype="int16")                 # 量子化16ビットなら符号付き16ビット整数
    data = data[0:int(datasize/(quantizationbits/8))]           # ファイルの最後まで読むとゴミが入ってるのでdatasize分までで切る

    if ch==2:
        ldata = data[0:len(data):2]                             # ch=2 なら左右に分離
        rdata = data[1:len(data):2]
    else:
        ldata = data
        rdata = data
    
    return {"ch":ch, "samplingfreq":samplingfreq, "quantizationbits":quantizationbits,
            "formattype":formattype, "bytepersec":bytepersec, "blocksize":blocksize, 
            "ldata":ldata, "rdata":rdata}


# wav ファイルを出力する
# data はnumpy.arrayで、
# モノラルなら [[data1,data2,…]] 
# ステレオなら [[ldata1,ldata2,…], [rdata1,rdata2,…]] 
# の型式で与える
def writefile(data, filename, ch=1, samplingfreq=44100, quantizationbits=16):
    # データのチェックと下準備
    if ch == 1:
        if len(data) != 1:
            return False
        else:
            fdata = data[0]
    elif ch == 2:
        if len(data) != 2:
            return False
        elif len(data[0]) != len(data[1]):
            return False
        else:
            fdata = numpy.empty(len(data[0])*2, dtype=data[0].dtype)
            fdata[0:len(fdata):2] = data[0]
            fdata[1:len(fdata):2] = data[1]
    else:
        return False                                        # ch が1,2以外だったらエラー

    if quantizationbits == 8:
        if data.dtype != "uint8":
            return False
    elif quantizationbits == 16:
        if data.dtype != "int16":
            return False
    else:
        return False                                        # quantizationbitsが8,16以外だったらエラー

    blocksize   = int(ch*quantizationbits/8)                # ブロックサイズ（1サンプルあたりのバイト数）
    bytespersec = int(samplingfreq*blocksize)               # 1秒あたりのバイト数
    headersize  = 44                                        # ヘッダサイズ（wavの最小構成では44バイト）
    datasize    = int(len(fdata)*quantizationbits/8)        # 音声データのバイト数
    filesize    = datasize+headersize                       # ファイルサイズ

    f = open(filename, "wb")
    f.write("RIFF".encode())                                # 0- 3 "RIFF"に固定
    f.write((filesize - 8).to_bytes(4, sys.byteorder))      # 4- 7 ファイルサイズ-8
    f.write("WAVE".encode())                                # 8-11 "WAVE"に固定
    f.write("fmt ".encode())                                #12-15 "fmt "に固定
    f.write(0x10.to_bytes(4,sys.byteorder))                 #16-19 fmtチャンクのバイト数、デフォルト0x10
    f.write(0x01.to_bytes(2,sys.byteorder))                 #20-21 音声フォーマット形式、0x01は非圧縮PCM
    f.write(ch.to_bytes(2,sys.byteorder))                   #22-23 チャンネル数 0x01はモノラル
    f.write(samplingfreq.to_bytes(4,sys.byteorder))         #24-27 サンプリングレート44.1kHz
    f.write(bytespersec.to_bytes(4,sys.byteorder))          #28-31 1秒あたりのデータのバイト数
    f.write(blocksize.to_bytes(2,sys.byteorder))            #32-33 ブロックサイズ（1サンプリングあたりのバイト数）
    f.write(quantizationbits.to_bytes(2,sys.byteorder))     #34-35 1サンプルあたりのビット数
    f.write("data".encode())                                #36-39 "data"に固定
    f.write(datasize.to_bytes(4,sys.byteorder))             #40-43 データサイズ

    fdata.tofile(f)                                         #44-   データ本体
    f.close()