Android音频格式转换,Android音视频系列（八）：了解音频格式WAV以及与PCM的转换...
前言
之前我們已經了解了PCM音頻數據，我們理解為最原始的數據，雖然他的音質是最棒的，但是同時也暴露出兩個很重要的問題：
普通播放器無法播放，數據里不包含任何跟音頻格式有關的信息(聲道，采樣率等等)；
體積過大，傳輸效率低；
為了解決上面的兩個問題，出現了更多的音頻格式。例如常見的：wav，mp3，aac等等。這一篇主要的內容就是了解wav。
正文
如果你想要錄制音頻并且輸入wav格式的文件，你會發現mediaCodec中并沒有這個格式。于是打開瀏覽器一頓操作，你會搜索到很多的資料，你會發現原來WAV和PCM原來這么接近。
WAV主要解決了播放器無法播放的問題，體積上并沒有太大的優勢。WAV可以直接包含PCM，我們只需要在PCM的前面加入WAV的頭文件，就完成轉換了，所以我們首先要了解WAV的頭文件的內容。、
WAV頭文件
wav頭文件結構
上圖是一個完整的WAV頭文件的結構，其中一部分fact(壓縮編碼)在包含PCM是不需要的，因為PCM的無損無壓縮的。
wav頭文件詳細結構圖
上圖是官方對于wav的頭文件描述圖，雖然是英文的，但是我們依次了解每一位表達的意義：
ChunkID：固定RIFF的ACSⅡ碼，占4位；
ChunkSize：文件的總長度，占4位，因為不包含ChunkID和ChunkSize的長度，所以要需要減8；
Format：固定WAVE的ASCⅡ碼，占4位；
Subchunk1 ID：fmt塊，占4位，如果不足4位，補空格，所以是‘fmt ’;
Subchunk Size：fmt塊的總長度，pcm固定16，表示從當前位置到描述fmt信息的長度，從上圖計算AudioFormat到BitsPerSample的長度，長度確實是16，如果不是PCM長度可能會發生變化，占4位：
AudioFormat：音頻格式，PCM固定是1，占2位；
NumChannels：聲道數，占2位；
SampleRate：采樣率，占4位；
ByteRate：比特率，占4位；
BlockAlign：計算方法為 NumChannels * BitsPerSample/8，占兩位；
BitsPerSample：我們錄制的格式，一個采樣占幾個byte，占2位；
Subchunk2ID：固定保存‘data’，占4位；
Subchunk2Size：音頻數據的長度，如果你知道，計算方法為： NumSamples * NumChannels * BitsPerSample/8；
經過計算，當WAV包含PCM數據時，頭文件的總長度為44位。
PCM轉WAV
我們已經把WAV頭文件了解的輕輕楚楚，接下來就可以把PCM格式轉成WAV格式。
首次我們錄制一份PCM文件，并在文件的頭部提前預留了44byte的位置：
// 創建AudioRecord
AudioRecord(
MediaRecorder.AudioSource.MIC,
11025,
AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO,
AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT,
getMinBufferSize()
)
// 創建wav文件，并預留wav頭文件的位置
val mWavFile = File(mFile.absolutePath)
mWriter = FileOutputStream(mWavFile).channel
val fakehead = ByteArray(44)
mWriter?.write(ByteBuffer.wrap(fakehead))
// 寫入錄制音頻
while (isRecording) {
val resultRead = audioRecord.read(byteArray, 0, byteArray.size)
for (i in 0 until result) {
mWriter.write(ByteBuffer.wrap(recordedBytes, 0, resultRead))
}
}
上面是一份偽代碼，我們錄制了一份音頻，并預留了wav頭文件的位置，接下來我們根據之前的理解，填入wav的信息：
fun getWaveFileHeader(
totalAudioLen: Long,
totalDataLen: Long,
longSampleRate: Long,
channels: Int,
byteRate: Long,
bitsPerSample: Int
)
{
val header = ByteArray(44)
// 1. ChunkID：固定RIFF的ACSⅡ碼，占4位；
header[0] = 'R'.toByte() // RIFF/WAVE header
header[1] = 'I'.toByte()
header[2] = 'F'.toByte()
header[3] = 'F'.toByte()
//2. ChunkSize：文件的總長度，占4位，因為不包含ChunkID和ChunkSize的長度，所以要需要減8；
// 因為int類型，所以我們需要對每一位byte對別保存int，跟之前的PCM的聲道轉換類似
header[4] = (totalDataLen and 0xff).toByte()
header[5] = (totalDataLen shr 8 and 0xff).toByte()
header[6] = (totalDataLen shr 16 and 0xff).toByte()
header[7] = (totalDataLen shr 24 and 0xff).toByte()
// 3. Format：固定WAVE的ASCⅡ碼，占4位；
header[8] = 'W'.toByte() //WAVE
header[9] = 'A'.toByte()
header[10] = 'V'.toByte()
header[11] = 'E'.toByte()
// 4. Subchunk1 ID：fmt塊，占4位，如果不足4位，補空格，所以是‘fmt ’;
header[12] = 'f'.toByte() // 'fmt ' chunk
header[13] = 'm'.toByte()
header[14] = 't'.toByte()
header[15] = ' '.toByte()
// 5. Subchunk Size：fmt塊的總長度，pcm固定16，表示從當前位置到描述fmt信息的長度
// 同理是int值，占4位
header[16] = 16
header[17] = 0
header[18] = 0
header[19] = 0
// 6. AudioFormat：音頻格式，PCM固定是1，占2位；
header[20] = 1 // format = 1
header[21] = 0
// 7. NumChannels：聲道數，占2位；
header[22] = channels.toByte()
header[23] = 0
// 8. SampleRate：采樣率，占4位；
header[24] = (longSampleRate and 0xff).toByte()
header[25] = (longSampleRate shr 8 and 0xff).toByte()
header[26] = (longSampleRate shr 16 and 0xff).toByte()
header[27] = (longSampleRate shr 24 and 0xff).toByte()
// 9. ByteRate：比特率，占4位；
header[28] = (byteRate and 0xff).toByte()
header[29] = (byteRate shr 8 and 0xff).toByte()
header[30] = (byteRate shr 16 and 0xff).toByte()
header[31] = (byteRate shr 24 and 0xff).toByte()
//10. BlockAlign：計算方法為 NumChannels * BitsPerSample/8，占兩位；
header[32] = (channels * 16 / 8).toByte()
header[33] = 0
//11. BitsPerSample：我們錄制的格式，一個采樣占幾個byte，占2位；
header[34] = bitsPerSample// bits per sample
header[35] = 0
//12. Subchunk2ID：固定保存‘data’，占4位；
header[36] = 'd'.toByte() //data
header[37] = 'a'.toByte()
header[38] = 't'.toByte()
header[39] = 'a'.toByte()
//14. Subchunk2Size：音頻數據的長度
header[40] = (totalAudioLen and 0xff).toByte()
header[41] = (totalAudioLen shr 8 and 0xff).toByte()
header[42] = (totalAudioLen shr 16 and 0xff).toByte()
header[43] = (totalAudioLen shr 24 and 0xff).toByte()
}
根據我們錄制的配置，我們可以對getWaveFileHeader方法傳入一下參數：
Util.getWaveFileHeader(
mWriter.size() - 44, // totalAudioLen, 音頻數據不包含wav頭文件，所以減44
mWriter.size() - 8, // totalDataLen總長度，記得減8
mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_SAMPLE_RATE).toLong(), // SampleRa
mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_CHANNEL_COUNT), // channels
mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE).toLong()， // byteRate
16， // AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT = 16， AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT = 8
)
到此，我們錄制的PCM數據已經變成了播放器可播的WAV格式。
總結
這一篇我們理解了WAV和PCM的區別以及轉換方法，下一篇我們繼續學習新的音頻格式AAC。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Android音频格式转换,Android音视频系列（八）：了解音频格式WAV以及与PCM的转换...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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