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wav文件格式分析详解

發(fā)布時(shí)間：2024/9/5 编程问答 39 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 wav文件格式分析详解小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

wav文件格式分析詳解

作者：曹京
日期：2006年7月17日

一、綜述
??? WAVE文件作為多媒體中使用的聲波文件格式之一，它是以RIFF格式為標(biāo)準(zhǔn)的。
RIFF是英文Resource Interchange File Format的縮寫，每個(gè)WAVE文件的頭四個(gè)
字節(jié)便是“RIFF”。
??? WAVE文件是由若干個(gè)Chunk組成的。按照在文件中的出現(xiàn)位置包括：RIFF WAVE
Chunk, Format Chunk, Fact Chunk(可選), Data Chunk。具體見下圖：

------------------------------------------------
|???????????? RIFF WAVE Chunk????????????????? |
|???????????? ID? = 'RIFF'???????????????????? |
|???????????? RiffType = 'WAVE'??????????????? |
------------------------------------------------
|???????????? Format Chunk???????????????????? |
|???????????? ID = 'fmt '????????????????????? |
------------------------------------------------
|???????????? Fact Chunk(optional)???????????? |
|???????????? ID = 'fact'????????????????????? |
------------------------------------------------
|???????????? Data Chunk?????????????????????? |
|???????????? ID = 'data'????????????????????? |
------------------------------------------------
??????????? 圖1?? Wav格式包含Chunk示例

??? 其中除了Fact Chunk外，其他三個(gè)Chunk是必須的。每個(gè)Chunk有各自的ID，位
于Chunk最開始位置，作為標(biāo)示，而且均為4個(gè)字節(jié)。并且緊跟在ID后面的是Chunk大
小（去除ID和Size所占的字節(jié)數(shù)后剩下的其他字節(jié)數(shù)目），4個(gè)字節(jié)表示，低字節(jié)
表示數(shù)值低位，高字節(jié)表示數(shù)值高位。下面具體介紹各個(gè)Chunk內(nèi)容。
PS：
??? 所有數(shù)值表示均為低字節(jié)表示低位，高字節(jié)表示高位。

??? 以'FIFF'作為標(biāo)示，然后緊跟著為size字段，該size是整個(gè)wav文件大小減去ID
和Size所占用的字節(jié)數(shù)，即FileLen - 8 = Size。然后是Type字段，為'WAVE'，表
示是wav文件。
??? 結(jié)構(gòu)定義如下：
?struct RIFF_HEADER
?{
? char szRiffID[4];? // 'R','I','F','F'
? DWORD dwRiffSize;
? char szRiffFormat[4]; // 'W','A','V','E'
?};

Format Chunk
??? ====================================================================
??? |?????????????? |?? 字節(jié)數(shù)? |????????????? 具體內(nèi)容??????????????? |
??? ====================================================================
??? | ID??????????? |? 4 Bytes? |?? 'fmt '???????????????????????????? |
??? --------------------------------------------------------------------
??? | Size????????? |? 4 Bytes? | 數(shù)值為16或18，18則最后又附加信息???? |
??? --------------------------------------------------------------------? ----
??? | FormatTag???? |? 2 Bytes? | 編碼方式，一般為0x0001(詳見后文)???? |???? |
??? --------------------------------------------------------------------???? |
??? | Channels????? |? 2 Bytes? | 聲道數(shù)目，1--單聲道；2--雙聲道?????? |???? |
??? --------------------------------------------------------------------???? |
??? | SamplesPerSec |? 4 Bytes? | 采樣頻率???????????????????????????? |???? |
??? --------------------------------------------------------------------???? |
??? | AvgBytesPerSec|? 4 Bytes? | 每秒所需字節(jié)數(shù)?????????????????????? |???? |===> WAVE_FORMAT
??? --------------------------------------------------------------------???? |
??? | BlockAlign??? |? 2 Bytes? | 數(shù)據(jù)塊對齊單位(每個(gè)采樣需要的字節(jié)數(shù)) |???? |
??? --------------------------------------------------------------------???? |
??? | BitsPerSample |? 2 Bytes? | 每個(gè)采樣需要的bit數(shù)????????????????? |???? |
??? --------------------------------------------------------------------???? |
??? |?????????????? |? 2 Bytes? | 附加信息（可選，通過Size來判斷有無） |???? |
??? --------------------------------------------------------------------? ----
??????????????????????????? 圖3? Format Chunk

??? 以'fmt '作為標(biāo)示。一般情況下Size為16，此時(shí)最后附加信息沒有；如果為18
則最后多了2個(gè)字節(jié)的附加信息。主要由一些軟件制成的wav格式中含有該2個(gè)字節(jié)的
附加信息。
??? 結(jié)構(gòu)定義如下：
?struct WAVE_FORMAT
?{
? WORD wFormatTag;
? WORD wChannels;
? DWORD dwSamplesPerSec;
? DWORD dwAvgBytesPerSec;
? WORD wBlockAlign;
? WORD wBitsPerSample;
?};
?struct FMT_BLOCK
?{
? char? szFmtID[4]; // 'f','m','t',' '
? DWORD? dwFmtSize;
? WAVE_FORMAT wavFormat;
?};

補(bǔ)充頭文件樣例說明：

首先是一串“52 49 46 46”這個(gè)是Ascii字符“RIFF”，這部分是固定格式，表明這是一個(gè)WAVE文件頭。
然后是“E4 3C 00 00”，這個(gè)是我這個(gè)WAV文件的數(shù)據(jù)大小，記住這個(gè)大小是包括頭文件的一部分的，包括除了前面8個(gè)字節(jié)的所有字節(jié)，也就等于文件總字節(jié)數(shù)減去8。這是一個(gè)DWORD，我這個(gè)文件對應(yīng)是15588。
然后是“57 41 56 45 66 6D 74 20”，也是Ascii字符“WAVEfmt”，這部分是固定格式。
然后是PCMWAVEFORMAT部分，可以對照一下上面的struct定義，首先就是一個(gè)WAVEFORMAT的struct。
隨后是“10 00 00 00”，這是一個(gè)DWORD，對應(yīng)數(shù)字16，這個(gè)對應(yīng)定義中的Sizeof(PCMWAVEFORMAT)，后面我們可以看到這個(gè)段內(nèi)容正好是16個(gè)字節(jié)。
隨后的字節(jié)是“01 00”，這是一個(gè)WORD，對應(yīng)定義為編碼格式“WAVE_FORMAT_PCM”，我們一般用的是這個(gè)。
隨后的是“01 00”，這是一個(gè)WORD，對應(yīng)數(shù)字1，表示聲道數(shù)為1，這是個(gè)單聲道Wav。
隨后的是“22 56 00 00”，這是一個(gè)DWORD，對應(yīng)數(shù)字22050，代表的是采樣頻率22050。
隨后的是“44 AC 00 00”，這是一個(gè)DWORD，對應(yīng)數(shù)字44100，代表的是每秒的數(shù)據(jù)量。
然后是“02 00”，這是一個(gè)WORD，對應(yīng)數(shù)字是2，表示塊對齊的內(nèi)容，含義不太清楚。
然后是“10 00”，這是一個(gè)WORD，對應(yīng)WAVE文件的采樣大小，數(shù)值為16，采樣大小為16Bits。
然后是一串“64 61 74 61”，這個(gè)是Ascii字符“data”，標(biāo)示頭結(jié)束，開始數(shù)據(jù)區(qū)域。
而后是數(shù)據(jù)區(qū)的開頭，有一個(gè)DWORD，我這里的字符是“C0 3C 00 00”，對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為15552，看一下前面正好可以看到，文件大小是15596，其中到“data”標(biāo)志出現(xiàn)為止的頭是40個(gè)字節(jié)，再減去這個(gè)標(biāo)志的4個(gè)字節(jié)正好是15552，再往后面就是真正的Wave文件的數(shù)據(jù)體了，頭文件的解析就到這里。

??? Fact Chunk是可選字段，一般當(dāng)wav文件由某些軟件轉(zhuǎn)化而成，則包含該Chunk。
??? 結(jié)構(gòu)定義如下：
?struct FACT_BLOCK
?{
? char? szFactID[4]; // 'f','a','c','t'
? DWORD? dwFactSize;
?};

Data Chunk
??? ==================================
??? |?????? |所占字節(jié)數(shù)|? 具體內(nèi)容?? |
??? ==================================
??? | ID??? |? 4 Bytes |?? 'data'??? |
??? ----------------------------------
??? | Size? |? 4 Bytes |???????????? |
??? ----------------------------------
??? | data? |????????? |???????????? |
??? ----------------------------------
???????????? 圖5 Data Chunk

??? Data Chunk是真正保存wav數(shù)據(jù)的地方，以'data'作為該Chunk的標(biāo)示。然后是
數(shù)據(jù)的大小。緊接著就是wav數(shù)據(jù)。根據(jù)Format Chunk中的聲道數(shù)以及采樣bit數(shù)，
wav數(shù)據(jù)的bit位置可以分成以下幾種形式：
??? ---------------------------------------------------------------------
??? |?? 單聲道? |??? 取樣1??? |??? 取樣2??? |??? 取樣3??? |??? 取樣4??? |
??? |?????????? |--------------------------------------------------------
??? |? 8bit量化 |??? 聲道0??? |??? 聲道0??? |??? 聲道0??? |??? 聲道0??? |
??? ---------------------------------------------------------------------
??? |?? 雙聲道? |????????? 取樣1??????????? |?????????? 取樣2?????????? |
??? |?????????? |--------------------------------------------------------
??? |? 8bit量化 |? 聲道0(左)? |? 聲道1(右)? |? 聲道0(左)? |? 聲道1(右)? |
??? ---------------------------------------------------------------------
??? |?????????? |????????? 取樣1??????????? |?????????? 取樣2?????????? |
??? |?? 單聲道? |--------------------------------------------------------
??? | 16bit量化 |??? 聲道0??? |? 聲道0????? |??? 聲道0??? |? 聲道0????? |
??? |?????????? | (低位字節(jié))? | (高位字節(jié))? | (低位字節(jié))? | (高位字節(jié))? |
??? ---------------------------------------------------------------------
??? |?????????? |???????????????????????? 取樣1???????????????????????? |
??? |?? 雙聲道? |--------------------------------------------------------
??? | 16bit量化 |? 聲道0(左)? |? 聲道0(左)? |? 聲道1(右)? |? 聲道1(右)? |
??? |?????????? | (低位字節(jié))? | (高位字節(jié))? | (低位字節(jié))? | (高位字節(jié))? |
??? ---------------------------------------------------------------------

??? ---------------------------------------------------------------------
???????????????????????? 圖6 wav數(shù)據(jù)bit位置安排方式

??? Data Chunk頭結(jié)構(gòu)定義如下：
??? struct DATA_BLOCK
?{
? char szDataID[4]; // 'd','a','t','a'
? DWORD dwDataSize;
?};

FormatTag:說明

#define WAVE_FORMAT_UNKNOWN 0x0000 /* Microsoft Corporation */
#define WAVE_FORMAT_PCM 0x0001???? /* Microsoft Corporation */
#define WAVE_FORMAT_ADPCM 0x0002?? /* Microsoft Corporation */
#define WAVE_FORMAT_ALAW 0x0006??? /* Microsoft Corporation */
#define WAVE_FORMAT_MULAW 0x0007?? /* Microsoft Corporation */
#define WAVE_FORMAT_GSM610 0x0031? /* Microsoft Corporation */
#define WAVE_FORMAT_MPEG 0x0050?? /* Microsoft Corporation */

三、小結(jié)
??? 因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)定義以及格式介紹，很容易編寫相應(yīng)的wav格式解析代碼。
這里具體的代碼就不給出了。

四、參考資料
??? 1、李敏, 聲頻文件格式WAVE的轉(zhuǎn)換, 電腦知識與技術(shù)(學(xué)術(shù)交流), 2005.
??? 2、http://www.codeguru.com/cpp/g-m/multimedia/audio/article.php/c8935__1/
??? 3、http://www.smth.org/pc/pcshowcom.php?cid=129276

??? 4、http://icculus.org/SDL_sound/downloads/external_documentation/wavecomp.htm (英文詳細(xì)說明)

本文來自CSDN博客，轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處：http://blog.csdn.net/xzdwfwt111/archive/2009/03/03/3949969.aspx

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/dairongle97/archive/2010/10/16/2401887.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的wav文件格式分析详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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