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    wav文件格式分析詳解

    2016-09-28 00:00:00 廣州睿豐德信息科技有限公司 閱讀
    睿豐德科技 專注RFID識別技術和條碼識別技術與管理軟件的集成項目。質量追溯系統、MES系統、金蝶與條碼系統對接、用友與條碼系統對接

    wav文件格式分析詳解

    文章轉載自:http://blog.csdn.net/BlueSoal/article/details/932395

    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格式為標準的。
    RIFF是英文Resource Interchange File Format的縮寫,每個WAVE文件的頭四個
    字節便是“RIFF”。
        WAVE文件是由若干個Chunk組成的。按照在文件中的出現位置包括: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Chunk是必須的。每個Chunk有各自的ID,位
    于Chunk最開始位置,作為標示,而且均為4個字節。并且緊跟在ID后面的是Chunk大
    小(去除ID和Size所占的字節數后剩下的其他字節數目),4個字節表示,低字節
    表示數值低位,高字節表示數值高位。下面具體介紹各個Chunk內容。
    PS:
        所有數值表示均為低字節表示低位,高字節表示高位。

    二、具體介紹
    RIFF WAVE Chunk
        ==================================
        |       |所占字節數|  具體內容   |
        ==================================
        | ID    |  4 Bytes |   'RIFF'    |
        ----------------------------------
        | Size  |  4 Bytes |             |
        ----------------------------------
        | Type  |  4 Bytes |   'WAVE'    |
        ----------------------------------
                圖2  RIFF WAVE Chunk

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

     

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

        以'fmt '作為標示。一般情況下Size為16,此時最后附加信息沒有;如果為18
    則最后多了2個字節的附加信息。主要由一些軟件制成的wav格式中含有該2個字節的
    附加信息。
        結構定義如下:
     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;
     };


    Fact Chunk
        ==================================
        |       |所占字節數|  具體內容   |
        ==================================
        | ID    |  4 Bytes |   'fact'    |
        ----------------------------------
        | Size  |  4 Bytes |   數值為4   |
        ----------------------------------
        | data  |  4 Bytes |             |
        ----------------------------------
                圖4  Fact Chunk

        Fact Chunk是可選字段,一般當wav文件由某些軟件轉化而成,則包含該Chunk。
        結構定義如下:
     struct FACT_BLOCK
     {
      char  szFactID[4]; // 'f','a','c','t'
      DWORD  dwFactSize;
     };

     

    Data Chunk
        ==================================
        |       |所占字節數|  具體內容   |
        ==================================
        | ID    |  4 Bytes |   'data'    |
        ----------------------------------
        | Size  |  4 Bytes |             |
        ----------------------------------
        | data  |          |             |
        ----------------------------------
                 圖5 Data Chunk

        Data Chunk是真正保存wav數據的地方,以'data'作為該Chunk的標示。然后是
    數據的大小。緊接著就是wav數據。根據Format Chunk中的聲道數以及采樣bit數,
    wav數據的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)  | (高位字節)  | (低位字節)  | (高位字節)  |
        ---------------------------------------------------------------------
        |           |                         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)  | (高位字節)  | (低位字節)  | (高位字節)  |
        ---------------------------------------------------------------------
                             圖6 wav數據bit位置安排方式

        Data Chunk頭結構定義如下:
        struct DATA_BLOCK
     {
      char szDataID[4]; // 'd','a','t','a'
      DWORD dwDataSize;
     };


    三、小結
        因此,根據上述結構定義以及格式介紹,很容易編寫相應的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的轉換, 電腦知識與技術(學術交流), 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

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