wav音频文件格式详解

##利用ffmpeg做音频转换

大多时候我们得到的都是mp3格式的音频文件，在linux下我们想要转换音频格式可以使用ffmpeg ，非常方便，没有ffmpeg就安装一个吧 sudo apt-get install ffmpeg 感觉ubuntu真心的方便。

:::java
ffmpeg -i track8.mp3 -ar 44100 -ac 2 -acodec pcm_s32le track8.wav

根据上面的命令，我们把track8.mp3转换为采样率44100，采样精度32位，双声道的wav音频文件。

##文件的十六进制表示

我们选择vim来看其十六进制数据，或许你不相信vim的强大，但事实就是如此，我们用vim打开一个wav是这样的：

info 加上 -b 让vim知道你是打开了一个二进制文件，例如:vim track8.wav -b

不用急，只要用命令模式运行如下命令，将会有奇迹发生。:%!xxd

我们需要的信息就在眼前了。现在可以用来分析了。

##wav框架

终于进入主题了。

分析头部信息前，首先要明确wav文件存储的头部信息是包含在trunk中的，wav由trunk组成的，一个wav大致有以下几个trunk

##具体分析

RIFF WAVE Chunk

可以看到首4个字节是’RIFF’，接着的四个字节是文件的总大小减去头8个字节，最后四个字节是格式类型’WAVE’。

Format Chunk

名称|所占字节数|内容|例子 :——:|:——:|:——: ID|4|‘fmt’|0x666d7420 Size|4|本chunk大小|0x00000010 Formattag|2|编码方式，一般为0x0001|0x0001 Channels|2|声道数,1-单声道；2-二声道|0x0002 SamplesPerSec|4|采样频率|0x0000ac44 AvgBytesPerSec|4|每秒所需字节数|0x00056220 BlockAlign|2|数据块对齐单位|0x0008 BitPerSample|2|采样精度|0x0020 |2|附加信息（可选，有则size为18）|无

这个trunk的大小为16个字节，没有附加信息。上面这些数据有什么关系呢？首先，有一些数据是直接可以得到的，例如声道数2，采样频率44100，采样精度32，而每秒所需的字节数可通过计算得到（44100 * 2 * 32 / 8）352800byte/s。

Fact Chunk

本文件没有fact chunk信息

Data Chunk

下面的就是数据了，数据根据不同的采样精度和通道数有不同的排列。

基本上，wav格式就分析完了，其对数据没有压缩，所以即使播放时间很短，音频数据也会很大。

下面有个网址详细地说了各个标签，真的很详细，所以诚意推荐http://www.sonicspot.com/guide/wavefiles.html#cue

最后贴一段代码，代码丑陋，仅供参考

:::c
struct WAVE_FORMAT
{
    uint16_t wFormattag;
    uint16_t wChannels;
    uint32_t dwSamplesPerSec;
    uint32_t dwAvgBytesPerSec;
    uint16_t wBlockAlign;
    uint16_t wBitsPerSample;
//  uint16_t pack; overhead information
};

struct FMT_BLOCK
{
    uint8_t szFmtID[4];
    uint32_t dwFmtSize;
    struct WAVE_FORMAT wavFormat;
};

struct FACT_BLOCK
{
    uint8_t szFactID[4];
    uint32_t dwFactSize;
};

struct CUE_BLOCK
{
    uint8_t szCueID[4];
    uint32_t dwCueSize;
};

struct LIST_BLOCK
{
    uint8_t szListID[4];
    uint32_t dwListSize;
};

struct DATA_BLOCK
{
    uint8_t szDataID[4];
    uint32_t dwDataSize;
}

:::c
static uint32_t get_wav_header(int fd, unsigned *rate, unsigned *channels, unsigned *bps)
{
    struct RIFF_HEADER riffHeader;
    struct FMT_BLOCK fmtBlock;
    struct FACT_BLOCK factBlock;
    struct DATA_BLOCK dataBlock;
    struct CUE_BLOCK cueBlock;
    off_t currPos;
    //start read header
    if(read(fd,&riffHeader,sizeof(riffHeader)) == -1)
    {
        return -1;
    }</pre>

trace("riff info size is %d",riffHeader.dwRiffSize);
    //read fmt_block ,important info here and we should handle that if it has overhead info.
    if(read(fd,&fmtBlock,sizeof(fmtBlock)) == -1)
    {
        return -1;
    }

*rate = fmtBlock.wavFormat.dwSamplesPerSec;
    *channels = fmtBlock.wavFormat.wChannels;
    *bps = fmtBlock.wavFormat.wBitsPerSample;
    trace("rate is %d channels is %d bps is %d",
            *rate,*channels,*bps);

if(fmtBlock.dwFmtSize == 18)
    {
        // 2 bytes offset
        currPos = lseek(fd,2,SEEK_CUR); 
    }else{
        currPos = lseek(fd,0,SEEK_CUR);
    }

if(read(fd,&factBlock,sizeof(factBlock)) == -1)
    {
        return -1;
    }
    if(memcmp(factBlock.szFactID,"fact",4) == 0)
    {
        //skip fack
        trace("have hact");
        lseek(fd,factBlock.dwFactSize,SEEK_CUR);
    }else{
        trace("don't have fact");
        lseek(fd,currPos,SEEK_SET);
    }

if(read(fd,&cueBlock,sizeof(cueBlock)) == -1)
    {
        return -1;
    }

if(memcmp(cueBlock.szCueID,"cue ",4) == 0)
    {
        struct LIST_BLOCK listBlock;
        lseek(fd,cueBlock.dwCueSize,SEEK_CUR);
        read(fd,&listBlock,sizeof(listBlock));
        if(memcmp(listBlock.szListID,"LIST",4) == 0)
        {
            lseek(fd,listBlock.dwListSize,SEEK_CUR);
        }
    }else{
        lseek(fd,currPos,SEEK_SET);
    }

trace("currPos is %d",currPos);
    if(read(fd,&dataBlock,sizeof(dataBlock)) == -1)
    {
        return -1;
    }
    if(memcmp(dataBlock.szDataID,"data",4) != 0)
    {
        return -1;
    }
    trace("data id is %s and size is %d",dataBlock.szDataID,
            dataBlock.dwDataSize);
    return dataBlock.dwDataSize;
}