前言
wav文件通常会使用PCM格式数据存储音频，这种格式的数据读取出来直接就可以播放，要在wav文件中读取数据，我们首先要获取头部信息，wav的文件结构里面分为多个chunk，我们要做的就是识别这些chunk的信息，获取音频的格式以及数据。
一、如何实现？
首先需要构造wav头部，wav文件音频信息全部保存在头部，我们要做的就是读取wav头部信息，并且记录PCM的相关参数。
1.定义头结构
只定义PCM格式的wav文件头，对于PCM格式的数据只需要下面3个结构体即可。
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struct WaveRIFF;struct WaveFormat;struct WaveData; |
2.读取头部信息
打开文件后需要读取头部信息，需要获取声音的格式以及数据长度。
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WaveRIFF riff;WaveFormat format;WaveData data;int userDataSize;f= fopen(fileName.c_str(), "rb+");//读取头部信息fread(&riff, 1, sizeof(riff), f);fread(&format, 1, sizeof(format),f);//判读头部信息是否正确//略//查找data chunk//略//记录数据起始位置 |
3.读取数据
获取头部信息后，就知道数据在位置及长度了，只需要直接读文件即可。
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//跳到数据起始位置seek(f, _dataOffset, SEEK_SET); |
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//读取数据fread(buf, 1, bufLength, f); |
二、完整代码
完整代码总用有3部分，头结构、WavFileReader.h、WavFileReader.cpp。
1.头结构
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#pragma pack(push,1) struct WaveRIFF { const char id[4] = { 'R','I', 'F', 'F' }; uint32_t fileLength; const char waveFlag[4] = { 'W','A', 'V', 'E' }; }; struct WaveFormat { const char id[4] = { 'f','m', 't', ' ' }; uint32_t blockSize = 16; uint16_t formatTag; uint16_t channels; uint32_t samplesPerSec; uint32_t avgBytesPerSec; uint16_t blockAlign; uint16_t bitsPerSample; }; struct WaveData { const char id[4] = { 'd','a', 't', 'a' }; uint32_t dataLength; };#pragma pack(pop) |
2.WavFileReader.h
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#pragma once#include<string>/************************************************************************* @Project: AC.WavFileWriter* @Decription: wav文件读取工具* 本版本只支持pcm读取，且未处理字节顺序。 riff文件是小端，通常在intel的设备上是没问题的，在java虚拟机上则需要处理。* @Verision: v1.0.0.0* @Author: Xin Nie* @Create: 2019/4/10 11:10:17* @LastUpdate: 2019/4/16 10:45:00************************************************************************* Copyright @ 2019. All rights reserved.************************************************************************/namespace AC { /// <summary> /// wav文件读取对象 /// </summary> class WavFileReader { public: /// <summary> /// 构造方法 /// </summary> WavFileReader(); /// <summary> /// 析构方法 /// </summary> ~WavFileReader(); /// <summary> /// 打开wav文件 /// </summary> /// <param name="fileName">文件名</param> /// <returns>是否打开成功</returns> bool OpenWavFile(const std::string& fileName); /// <summary> /// 关闭文件 /// </summary> void CloseFlie(); /// <summary> /// 读取音频数据 /// </summary> /// <param name="buf">外部缓存</param> /// <param name="bufLength">缓存长度</param> /// <returns>读取长度</returns> int ReadData(unsigned char* buf, int bufLength); /// <summary> /// 设置读取位置 /// </summary> /// <param name="position"> 读取位置</param> void SetPosition(int position); /// <summary> /// 获取读取位置 /// </summary> /// <returns>读取位置</returns> int GetPosition(); /// <summary> /// 获取文件长度 /// </summary> /// <returns>文件长度</returns> int GetFileLength(); /// <summary> /// 获取音频数据长度 /// </summary> /// <returns>音频数据长度</returns> int GetDataLength(); /// <summary> /// 获取声道数 /// </summary> /// <returns>声道数</returns> int GetChannels(); /// <summary> /// 获取采样率 /// </summary> /// <returns>采样率，单位：hz</returns> int GetSampleRate(); /// <summary> /// 获取位深 /// </summary> /// <returns>位深，单位：bits</returns> int GetBitsPerSample(); private: void* _file = nullptr; uint32_t _fileLength = 0; uint32_t _dataLength = 0; int _channels = 0; int _sampleRate = 0; int _bitsPerSample = 0; int _dataOffset = 0; };} |
3.WavFileReader.cpp
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#include"WavFileReader.h"namespace AC { WavFileReader::WavFileReader() { } WavFileReader::~WavFileReader() { CloseFlie(); } bool WavFileReader::OpenWavFile(const std::string& fileName) { if (_file) { printf("已经打开了文件!\n"); return false; } WaveRIFF riff; WaveFormat format; WaveData data; int userDataSize; _file = fopen(fileName.c_str(), "rb+"); if (!_file) { printf("打开文件失败!\n"); return false; } //读取头部信息 if (fread(&riff, 1, sizeof(riff), static_cast<FILE*>(_file)) != sizeof(riff)) { printf("文件读取错误，读取riff失败!\n"); goto error; } if (std::string(riff.id, 4) != "RIFF" || std::string(riff.waveFlag, 4) != "WAVE") { printf("头部信息不正确，不是wav文件!\n"); goto error; } if (fread(&format, 1, sizeof(format), static_cast<FILE*>(_file)) != sizeof(format)) { printf("文件读取错误，读取format失败!\n"); goto error; } if (std::string(format.id, 4) != "fmt ") { printf("头部信息不正确，缺少fmt!\n"); goto error; } if (format.formatTag != 1) { printf("程序不支持，数据格式非pcm，只支持pcm格式的数据!\n"); goto error; } userDataSize = format.blockSize - sizeof(format) + 8; if (userDataSize < 0) { printf("头部信息不正确，blockSize大小异常!\n"); goto error; } else if (userDataSize > 0) { if (fseek(static_cast<FILE*>(_file), userDataSize, SEEK_CUR) != 0) { printf("文件读取错误!\n"); goto error; } } while (1) { if (fread(&data, 1, sizeof(data), static_cast<FILE*>(_file)) != sizeof(data)) { printf("文件读取错误!\n"); goto error; }; if (std::string(data.id, 4) != "data") { if (fseek(static_cast<FILE*>(_file), data.dataLength, SEEK_CUR) != 0) { printf("文件读取错误!\n"); goto error; } continue; } break; } _dataOffset = ftell(static_cast<FILE*>(_file)); _fileLength = riff.fileLength+8; _dataLength = data.dataLength; _channels = format.channels; _sampleRate = format.samplesPerSec; _bitsPerSample = format.bitsPerSample; return true; error: if (fclose(static_cast<FILE*>(_file)) == EOF) { printf("文件关闭失败!\n"); } _file = nullptr; return false; } void WavFileReader::CloseFlie() { if (_file) { if (fclose(static_cast<FILE*>(_file)) == EOF) { printf("文件关闭失败!\n"); } _file = nullptr; } } int WavFileReader::ReadData(unsigned char* buf, int bufLength) { if (ftell(static_cast<FILE*>(_file)) >= _dataOffset + _dataLength) return 0; return fread(buf, 1, bufLength, static_cast<FILE*>(_file)); } void WavFileReader::SetPosition(int postion) { if (fseek(static_cast<FILE*>(_file), _dataOffset + postion, SEEK_SET) != 0) { printf("定位失败!\n"); } } int WavFileReader::GetPosition() { return ftell(static_cast<FILE*>(_file)) - _dataOffset; } int WavFileReader::GetFileLength() { return _fileLength; } int WavFileReader::GetDataLength() { return _dataLength; } int WavFileReader::GetChannels() { return _channels; } int WavFileReader::GetSampleRate() { return _sampleRate; } int WavFileReader::GetBitsPerSample() { return _bitsPerSample; }} |
三、使用示例
1、播放
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#include "WavFileReader.h"int main(int argc, char** argv) { AC::WavFileReader read; unsigned char buf[1024]; if (read.OpenWavFile("test_music.wav")) { int channels, sampleRate, bitsPerSample; //获取声音格式 channels = read.GetChannels(); sampleRate = read.GetSampleRate(); bitsPerSample = read.GetBitsPerSample(); //打开声音设备(channels,sampleRate,bitsPerSample) int size; do { //读取音频数据 size = read.ReadData(buf,1024); if (size > 0) { //播放(buf,1024) } } while (size); read.CloseFlie(); } return 0;} |
2、循环播放
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#include "WavFileReader.h"int main(int argc, char** argv) { AC::WavFileReader read; unsigned char buf[1024]; bool exitFlag = false; if (read.OpenWavFile("test_music.wav")) { int channels, sampleRate, bitsPerSample; //获取声音格式 channels = read.GetChannels(); sampleRate = read.GetSampleRate(); bitsPerSample = read.GetBitsPerSample(); //打开声音设备(channels,sampleRate,bitsPerSample) int size; while (!exitFlag) { //读取音频数据 size = read.ReadData(buf, 1024); if (size > 0) { //播放(buf,1024) } else { //回到数据起始位置 read.SetPosition(0); } } read.CloseFlie(); } return 0;} |
总结
以上就是今天要讲的内容，wav文件中读取PCM还是相对较简单的，只要了解wav头结构,然后自定义其头结构，读取头部信息，校验头部信息，然后再读取数据所在的chunk，就可以实现这样一个功能。
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持服务器之家。
原文链接：https://blog.csdn.net/u013113678/article/details/122388555
