WAVE文件作为多媒体中使用的声波文件格式之一，它是以RIFF格式为标准的。RIFF是英文Resource Interchange File Format的缩写，每个WAVE文件的头四个字节便是“RIFF”。 WAVE文件是由若干个Chunk组成的。按照在文件中的出现位置包括：RIFF WAVEChunk, Format Chunk, Fact Chunk(可选), Data Chunk。具体见下图：
------------------------------------------------| RIFF WAVE Chunk || ID = 'RIFF' || RiffType = 'WAVE' |------------------------------------------------| Format Chunk || ID = 'fmt ' |------------------------------------------------| Fact Chunk(optional) || ID = 'fact' |------------------------------------------------| Data Chunk || ID = 'data' |------------------------------------------------ 图1 Wav格式包含Chunk示例
其中除了Fact Chunk外，其他三个Chunk是必须的。每个Chunk有各自的ID，位于Chunk最开始位置，作为标示，而且均为4个字节。并且紧跟在ID后面的是Chunk大小（去除ID和Size所占的字节数后剩下的其他字节数目），4个字节表示，低字节表示数值低位，高字节表示数值高位。下面具体介绍各个Chunk内容。PS： 所有数值表示均为低字节表示低位，高字节表示高位。
二、具体介绍RIFF WAVE Chunk ================================== | |所占字节数| 具体内容 | ================================== | ID | 4 Bytes | 'RIFF' | ---------------------------------- | Size | 4 Bytes | | ---------------------------------- | Type | 4 Bytes | 'WAVE' | ---------------------------------- 图2 RIFF WAVE Chunk
以'FIFF'作为标示，然后紧跟着为size字段，该size是整个wav文件大小减去ID和Size所占用的字节数，即FileLen - 8 = Size。然后是Type字段，为'WAVE'，表示是wav文件。 结构定义如下： struct RIFF_HEADER { char szRiffID[4]; // 'R','I','F','F' DWORD dwRiffSize; char szRiffFormat[4]; // 'W','A','V','E' };
Format Chunk ==================================================================== | | 字节数 | 具体内容 | ==================================================================== | ID | 4 Bytes | 'fmt ' | -------------------------------------------------------------------- | Size | 4 Bytes | 数值为16或18，18则最后又附加信息 | -------------------------------------------------------------------- ---- | FormatTag | 2 Bytes | 编码方式，一般为0x0001 | | -------------------------------------------------------------------- | | Channels | 2 Bytes | 声道数目，1--单声道；2--双声道 | | -------------------------------------------------------------------- | | SamplesPerSec | 4 Bytes | 采样频率 | | -------------------------------------------------------------------- | | AvgBytesPerSec| 4 Bytes | 每秒所需字节数 | |===> WAVE_FORMAT -------------------------------------------------------------------- | | BlockAlign | 2 Bytes | 数据块对齐单位(每个采样需要的字节数) | | -------------------------------------------------------------------- | | BitsPerSample | 2 Bytes | 每个采样需要的bit数 | | -------------------------------------------------------------------- | | | 2 Bytes | 附加信息（可选，通过Size来判断有无） | | -------------------------------------------------------------------- ---- 图3 Format Chunk
以'fmt '作为标示。一般情况下Size为16，此时最后附加信息没有；如果为18则最后多了2个字节的附加信息。主要由一些软件制成的wav格式中含有该2个字节的附加信息。 结构定义如下： 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; };
补充头文件样例说明：
首先是一串“52 49 46 46”这个是Ascii字符“RIFF”，这部分是固定格式，表明这是一个WAVE文件头。然后是“E4 3C 00 00”，这个是我这个WAV文件的数据大小，记住这个大小是包括头文件的一部分的，包括除了前面8个字节的所有字节，也就等于文件总字节数减去8。这是一个DWORD，我这个文件对应是15588。然后是“57 41 56 45 66 6D 74 20”，也是Ascii字符“WAVEfmt”，这部分是固定格式。然后是PCMWAVEFORMAT部分，可以对照一下上面的struct定义，首先就是一个WAVEFORMAT的struct。随后是“10 00 00 00”，这是一个DWORD，对应数字16，这个对应定义中的Sizeof(PCMWAVEFORMAT)，后面我们可以看到这个段内容正好是16个字节。随后的字节是“01 00”，这是一个WORD，对应定义为编码格式“WAVE_FORMAT_PCM”，我们一般用的是这个。随后的是“01 00”，这是一个WORD，对应数字1，表示声道数为1，这是个单声道Wav。随后的是“22 56 00 00”，这是一个DWORD，对应数字22050，代表的是采样频率22050。随后的是“44 AC 00 00”，这是一个DWORD，对应数字44100，代表的是每秒的数据量。然后是“02 00”，这是一个WORD，对应数字是2，表示块对齐的内容，含义不太清楚。然后是“10 00”，这是一个WORD，对应WAVE文件的采样大小，数值为16，采样大小为16Bits。然后是一串“64 61 74 61”，这个是Ascii字符“data”，标示头结束，开始数据区域。而后是数据区的开头，有一个DWORD，我这里的字符是“C0 3C 00 00”，对应的十进制数为15552，看一下前面正好可以看到，文件大小是15596，其中到“data”标志出现为止的头是40个字节，再减去这个标志的4个字节正好是15552，再往后面就是真正的Wave文件的数据体了，头文件的解析就到这里。
Fact Chunk ================================== | |所占字节数| 具体内容 | ================================== | ID | 4 Bytes | 'fact' | ---------------------------------- | Size | 4 Bytes | 数值为4 | ---------------------------------- | data | 4 Bytes | | ---------------------------------- 图4 Fact Chunk
Fact Chunk是可选字段，一般当wav文件由某些软件转化而成，则包含该Chunk。 结构定义如下： struct FACT_BLOCK { char szFactID[4]; // 'f','a','c','t' DWORD dwFactSize; };
Data Chunk ================================== | |所占字节数| 具体内容 | ================================== | ID | 4 Bytes | 'data' | ---------------------------------- | Size | 4 Bytes | | ---------------------------------- | data | | | ---------------------------------- 图5 Data Chunk
Data Chunk是真正保存wav数据的地方，以'data'作为该Chunk的标示。然后是数据的大小。紧接着就是wav数据。根据Format Chunk中的声道数以及采样bit数，wav数据的bit位置可以分成以下几种形式： --------------------------------------------------------------------- | 单声道 | 取样1 | 取样2 | 取样3 | 取样4 | |-------------------------------------------------------------------- | 8bit量化 | 声道0 | 声道0 | 声道0 | 声道0 | --------------------------------------------------------------------- | 双声道 | 取样1 | 取样2 | |-------------------------------------------------------------------- | 8bit量化 | 声道0(左) | 声道1(右) | 声道0(左) | 声道1(右) |
----------------------------------------------------------------------
| 单声道 | 取样1 | 取样2 | |--------------------------------------------------------------------- | 16bit量化 | 声道0 | 声道0 | 声道0 | 声道0 | | | (低位字节) | (高位字节) | (低位字节) | (高位字节)| -----------------------------------------------------------------------
| 双声道 | 取样1 | 取样2 | |------------------------------------------------------------------------------- | 16bit量化 | 声道0（左） | 声道1（右） | 声道0（左） | 声道1（右）| | | (低位字节) | (高位字节) | (低位字节) | (高位字节) | --------------------------------------------------------------------------------- 图6 wav数据bit位置安排方式
Data Chunk头结构定义如下： struct DATA_BLOCK { char szDataID[4]; // 'd','a','t','a' DWORD dwDataSize; };
代码区
、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>
、、、、、、、、、wav.h、、、、、、、、、、、、、、typedef struct _wav_riff_t{ char id[5]; //ID:"RIFF" int size; //file_len - 8 char type[5]; //type:"WAVE"}wav_riff_t;
typedef struct _wav_format_t{ char id[5]; //ID:"fmt" int size; short compression_code; short channels; int samples_per_sec; int avg_bytes_per_sec; short block_align; short bits_per_sample;}wav_format_t;
typedef struct _wav_fact_t{ char id[5]; int size;}wav_fact_t;
typedef struct _wav_data_t{ char id[5]; int size;}wav_data_t;
typedef struct _wav_t{ FILE *fp; wav_riff_t riff; wav_format_t format; wav_fact_t fact; wav_data_t data; int file_size; int data_offset; int data_size;}wav_t;
wav_t *wav_open(char *file_name);
int strncasecmp(char *s1, char *s2, register int n);
void wav_close(wav_t **wav);
void wav_rewind(wav_t *wav);
int wav_over(wav_t *wav);
int wav_read_data(wav_t *wav, char *buffer, int buffer_size);
void wav_dump(wav_t *wav);
、、、、、、、、、、、、wav.c、、、、、、、、、、、、、、、
int strncasecmp(char *s1, char *s2, register int n){ while (--n >= 0 && toupper((unsigned char)*s1) == toupper((unsigned char)*s2++)) if (*s1++ == ' ') return 0; return(n < 0 ? 0 : toupper((unsigned char)*s1) - toupper((unsigned char)*--s2));}wav_t *wav_open(char *file_name){ wav_t *wav = NULL; char buffer[256]; int read_len = 0; int offset = 0;
if(NULL == file_name){ printf("file_name is NULL\n"); return NULL; } wav = (wav_t *)malloc(sizeof(wav_t)); if(NULL == wav){ printf("malloc wav failedly\n"); return NULL; } memset(wav, 0,sizeof(wav_t));
wav->fp = fopen(file_name, "rb+"); if(NULL == wav->fp){ printf("fopen %s failedly\n", file_name); free(wav); return NULL; }
//handle RIFF WAVE chunk read_len = fread(buffer, 1, 12, wav->fp); if(read_len < 12){ printf("error wav file\n"); wav_close(&wav); return NULL; } if(strncasecmp("RIFF", buffer, 4)){ printf("error wav file\n"); wav_close(&wav); return NULL; } memcpy(wav->riff.id, buffer, 4); wav->riff.size = *(int *)(buffer + 4); if(strncasecmp("WAVE", buffer + 8, 4)){ printf("error wav file\n"); wav_close(&wav); return NULL; } memcpy(wav->riff.type, buffer + 8, 4); wav->file_size = wav->riff.size + 8; offset += 12; while(1){ char id_buffer[5] = {0}; int tmp_size = 0;
read_len = fread(buffer, 1, 8, wav->fp); if(read_len < 8){ printf("error wav file\n"); wav_close(&wav); return NULL; } memcpy(id_buffer, buffer, 4); tmp_size = *(int *)(buffer + 4);
if(0 == strncasecmp("FMT", id_buffer, 3)){ memcpy(wav->format.id, id_buffer, 3); wav->format.size = tmp_size; read_len = fread(buffer, 1, tmp_size, wav->fp); if(read_len < tmp_size){ printf("error wav file\n"); wav_close(&wav); return NULL; } wav->format.compression_code = *(short *)buffer; wav->format.channels = *(short *)(buffer + 2); wav->format.samples_per_sec = *(int *)(buffer + 4); wav->format.avg_bytes_per_sec = *(int *)(buffer + 8); wav->format.block_align = *(short *)(buffer + 12); wav->format.bits_per_sample = *(short *)(buffer + 14); } else if(0 == strncasecmp("DATA", id_buffer, 4)){ memcpy(wav->data.id, id_buffer, 4); wav->data.size = tmp_size; offset += 8; wav->data_offset = offset; wav->data_size = wav->data.size; break; } else{ printf("unhandled chunk: %s, size: %d\n", id_buffer, tmp_size); fseek(wav->fp, tmp_size, SEEK_CUR); } offset += 8 + tmp_size; }
return wav;}
void wav_close(wav_t **wav){ wav_t *tmp_wav; if(NULL == wav){ return ; }
tmp_wav = *wav; if(NULL == tmp_wav){ return ; }
if(NULL != tmp_wav->fp){ fclose(tmp_wav->fp); } free(tmp_wav);
*wav = NULL;}
void wav_rewind(wav_t *wav){ if(fseek(wav->fp, wav->data_offset, SEEK_SET) < 0){ printf("wav rewind failedly\n"); }}
int wav_over(wav_t *wav){ return feof(wav->fp);}
int wav_read_data(wav_t *wav, char *buffer, int buffer_size){ return fread(buffer, 1, buffer_size, wav->fp);}
void wav_dump(wav_t *wav){ printf("file length: %d\n", wav->file_size);
printf("\nRIFF WAVE Chunk\n"); printf("id: %s\n", wav->riff.id); printf("size: %d\n", wav->riff.size); printf("type: %s\n", wav->riff.type);
printf("\nFORMAT Chunk\n"); printf("id: %s\n", wav->format.id); printf("size: %d\n", wav->format.size); if(wav->format.compression_code == 0){ printf("compression: Unknown\n"); } else if(wav->format.compression_code == 1){ printf("compression: PCM/uncompressed\n"); } else if(wav->format.compression_code == 2){ printf("compression: Microsoft ADPCM\n"); } else if(wav->format.compression_code == 6){ printf("compression: ITU G.711 a-law\n"); } else if(wav->format.compression_code == 7){ printf("compression: ITU G.711 ?μ-law\n"); } else if(wav->format.compression_code == 17){ printf("compression: IMA ADPCM\n"); } else if(wav->format.compression_code == 20){ printf("compression: ITU G.723 ADPCM (Yamaha)\n"); } else if(wav->format.compression_code == 49){ printf("compression: GSM 6.10\n"); } else if(wav->format.compression_code == 64){ printf("compression: ITU G.721 ADPCM\n"); } else if(wav->format.compression_code == 80){ printf("compression: MPEG\n"); } else{ printf("compression: Unknown\n"); } printf("channels: %d\n", wav->format.channels); printf("samples: %d\n", wav->format.samples_per_sec); printf("avg_bytes_per_sec: %d\n", wav->format.avg_bytes_per_sec); printf("block_align: %d\n", wav->format.block_align); printf("bits_per_sample: %d\n", wav->format.bits_per_sample);
printf("\nDATA Chunk\n"); printf("id: %s\n", wav->data.id); printf("size: %d\n", wav->data.size); printf("data offset: %d\n", wav->data_offset);}
///wav.c
#include"wav.h"int main(int argc, char **argv){ wav_t *wav = NULL; wav = wav_open("your filename"); if(NULL != wav){ wav_dump(wav); wav_close(&wav); } return 1;}
转载于:https://www.cnblogs.com/yangzizhen/p/4112763.html
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