Pythonで.wavファイルを読み込む

import wave

# テスト用にWindowsのシステムwavファイルを使用
wav_file = 'C:\Windows\Media\Windows Background.wav'

wav = wave.open(wav_file)                         # wavファイルをオープン
print(f'Channel   : {wav.getnchannels()}')        # チャネル数 (1:モノラル, 2:ステレオ)
print(f'Data Size : {wav.getsampwidth()} Bytes')  # データサンプルサイズ
print(f'Frame Rate: {wav.getframerate()} Hz')     # フレームレート [Hz]
print(f'Frame Num : {wav.getnframes()}')          # フレーム数
print(f'Time      : {wav.getnframes()/wav.getframerate():.3} Sec')  # 時間

# 実行結果
Channel   : 2
Data Size : 2 Bytes
Frame Rate: 22050 Hz
Frame Num : 53395
Time      : 2.42 Sec

import struct

def bytes2int(data_bytes, b_size):
    """バイト列から指定のデータサイズ毎に整数に変換"""
    fmt = {1: 'b', 2: 'h', 4: 'l'}
    if b_size in fmt:
        return struct.unpack(f'{int(len(data_bytes)/2)}{fmt[b_size]}', data_bytes)
    elif b_size == 3:
        # 3Byteに符号に合わせて1Byte追加しながらunpack
        data_int = [struct.unpack('<i',
                                  data_bytes[k:k+3] +
                                  (b'\x00' if data_bytes[k+2] < 0x80 else b'\xff'))
                    for k in range(0, len(data_bytes), 3)]
        return data_int
    else:
        assert False, f'Unsupported sample size {b_size}'

wav_data_int = bytes2int(wav_data, wav.getsampwidth())

# ステレオの場合は左右交互に並んだデータをそれぞれ抽出
wav_data_ch = {'left': wav_data_int[0::2],
               'right': wav_data_int[1::2]}

import matplotlib.pyplot as plt

# プロットしてみる
for k, v in wav_data_ch.items():
    plt.plot(range(len(v)), v, label=k)
plt.legend()
plt.show()

# 書き出してみる
wo = wave.open('test.wav', 'wb')
wo.setnchannels(1)
wo.setsampwidth(2)
wo.setframerate(wav.getframerate() * 2) # 高音にしてみる
wo.setnframes(len(wav_data_ch['right']))
wo.writeframes(struct.pack(f'{len(wav_data_ch["right"])}h',
                           *wav_data_ch["right"]))
wo.close()