PCM WAVEフォーマットの詳細解とC言語でwaveファイルの読み込みを実現します。
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1.PCM Waveフォーマットの詳細
WAVEファイルフォーマットは、マイクロソフトRIFF（Resource Interchange File Format、リソース交換ファイル標準）の一種であり、マルチメディアファイルに格納されているファイルフォーマットと標準である。一般的に、RIFFファイルはファイルヘッドとデータの二つの部分から構成されています。一つのWAVEファイルは一つの「WAVE」データブロックから構成されています。この「WAVE」ブロックはもう一つの「fmt」サブデータブロックと一つの「data」サブデータブロックから構成されています。このフォーマットは「Canonical form」（権威/牧師フォーマット）ともいいます。
各フィールドの意味は以下の通りである。ChunkID：4バイトを占め、内容は「RIFF」のASCIIコード（0 x 524946）で、ビッグエンド（big endian）で記憶される。ChunkSize：4バイトは、ファイル全体のバイト数（ChunkIDとChunkSizeの8バイトを含まない）を格納し、リトルエンディアン方式で記憶する。Format：4バイトで、内容は「WAVE」のASCIIコード（0 x 57415645）で、大端に格納されています。
ここで、bigendianは主に1つの特徴があり、メモリにおける動作数の記憶方式と、高バイトから低バイトまでがある。例えば、0 x 1234、このような数は、0 x 4000:0 x 12 0 x 4001:0 x 34で、小さな端littleendianは、0 x 4000:0 x 34 0 x 4001:0 x 12で、プログラムを区別すると、考えられます。
ここでは、各サンプリングポイントのビット数に対して、異なるビット数でデータを読み出す方式が異なります。
ファイルヘッダの例
waveファイルを設定する前72バイトの16進数は以下の通りです。
C言語はwaveファイルの読み込みを実現します。
ここでは、基本的なC言語ファイルのオペレーティングライブラリ関数で実装されたWaveファイルの読み込みの実例コードを提供します。WindowsとLinuxプラットフォームにまたがることができます。
[1]WAVE PCM soundfile format：https://ccrma.stanford.edu/courses/422/projects/WaveFormat/ [2]Resource Interchange File Format:http://en.wikipedia.org/wiki/Resource_インターチェンジFile_Format [3]ビジュアルC+6.0に基づく音声ファイルの操作：http://www.yesky.com/20030414/1663116_1.shtml
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Attribution-NON-Copyright© ビルXia
1.PCM Waveフォーマットの詳細
WAVEファイルフォーマットは、マイクロソフトRIFF（Resource Interchange File Format、リソース交換ファイル標準）の一種であり、マルチメディアファイルに格納されているファイルフォーマットと標準である。一般的に、RIFFファイルはファイルヘッドとデータの二つの部分から構成されています。一つのWAVEファイルは一つの「WAVE」データブロックから構成されています。この「WAVE」ブロックはもう一つの「fmt」サブデータブロックと一つの「data」サブデータブロックから構成されています。このフォーマットは「Canonical form」（権威/牧師フォーマット）ともいいます。
各フィールドの意味は以下の通りである。ChunkID：4バイトを占め、内容は「RIFF」のASCIIコード（0 x 524946）で、ビッグエンド（big endian）で記憶される。ChunkSize：4バイトは、ファイル全体のバイト数（ChunkIDとChunkSizeの8バイトを含まない）を格納し、リトルエンディアン方式で記憶する。Format：4バイトで、内容は「WAVE」のASCIIコード（0 x 57415645）で、大端に格納されています。
ここで、bigendianは主に1つの特徴があり、メモリにおける動作数の記憶方式と、高バイトから低バイトまでがある。例えば、0 x 1234、このような数は、0 x 4000:0 x 12 0 x 4001:0 x 34で、小さな端littleendianは、0 x 4000:0 x 34 0 x 4001:0 x 12で、プログラムを区別すると、考えられます。
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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(int argc, char *argv[]) { union w { short int a; char b; }c; c.a=1; if( c.b==1 ) printf("little endian
"); else printf("big endian
"); system("PAUSE"); return 0; }ここでは、各サンプリングポイントのビット数に対して、異なるビット数でデータを読み出す方式が異なります。
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// data ，speech ， // "WAVE" “data” “Data” 。 for(i=0;i<NumSample;i++){ if(BitsPerSample==8) data[i] = (int)*((char*)speech+i); else if(BitsPerSample==16) data[i] = (int)*((short*)speech+i); else if(BitsPerSample==32) data[i] = (int)*((int*)speech+i); }ファイルヘッダの例
waveファイルを設定する前72バイトの16進数は以下の通りです。
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52 49 46 46 24 08 00 00 57 41 56 45 66 6d 74 20 10 00 00 00 01 00 02 00 22 56 00 00 88 58 01 00 04 00 10 00 64 61 74 61 00 08 00 00 00 00 00 00 24 17 1e f3 3c 13 3c 14 16 f9 18 f9 34 e7 23 a6 3c f2 24 f2 11 ce 1a 0dC言語はwaveファイルの読み込みを実現します。
ここでは、基本的なC言語ファイルのオペレーティングライブラリ関数で実装されたWaveファイルの読み込みの実例コードを提供します。WindowsとLinuxプラットフォームにまたがることができます。
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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> // define Wave format structure typedef struct tWAVEFORMATEX { short wFormatTag; /* format type */ short nChannels; /* number of channels (i.e. mono, stereo...) */ unsigned int nSamplesPerSec; /* sample rate */ unsigned int nAvgBytesPerSec; /* for buffer estimation */ short nBlockAlign; /* block size of data */ short wBitsPerSample; /* number of bits per sample of mono data */ short cbSize; /* the count in bytes of the size of */ /* extra information (after cbSize) */ } WAVEFORMATEX, *PWAVEFORMATEX; char* wavread(char *fname, WAVEFORMATEX *wf); int main(){ char fname[] = "test.wav"; char *speech; WAVEFORMATEX wf; speech = wavread(fname, &wf); // afterward processing... return 0; } // read wave file char* wavread(char *fname, WAVEFORMATEX *wf){ FILE* fp; char str[32]; char *speech; unsigned int subchunk1size; // head size unsigned int subchunk2size; // speech data size // check format type fp = fopen(fname,"r"); if(!fp){ fprintf(stderr,"Can not open the wave file: %s.
",fname); return NULL; } fseek(fp, 8, SEEK_SET); fread(str, sizeof(char), 7, fp); str[7] = '\0'; if(strcmp(str,"WAVEfmt")){ fprintf(stderr,"The file is not in WAVE format!
"); return NULL; } // read format header fseek(fp, 16, SEEK_SET); fread((unsigned int*)(&subchunk1size),4,1,fp); fseek(fp, 20, SEEK_SET); fread(wf, subchunk1size, 1, fp); // read wave data fseek(fp, 20+subchunk1size, SEEK_SET); fread(str, 1, 4, fp); str[4] = '\0'; if(strcmp(str,"data")){ fprintf(stderr,"Locating data start point failed!
"); return NULL; } fseek(fp, 20+subchunk1size+4, SEEK_SET); fread((unsigned int*)(&subchunk2size), 4, 1, fp); speech = (char*)malloc(sizeof(char)*subchunk2size); if(!speech){ fprintf(stderr, "Memory alloc failed!
"); return NULL; } fseek(fp, 20+subchunk1size+8, SEEK_SET); fread(speech, 1, subchunk2size, fp); fclose(fp); return speech; }[1]WAVE PCM soundfile format：https://ccrma.stanford.edu/courses/422/projects/WaveFormat/ [2]Resource Interchange File Format:http://en.wikipedia.org/wiki/Resource_インターチェンジFile_Format [3]ビジュアルC+6.0に基づく音声ファイルの操作：http://www.yesky.com/20030414/1663116_1.shtml
Original Link: http://ibillxia.github.io/blog/2013/07/20/details-of-wave-format-and-reading-wave-files-in-C-language/
Attribution-NON-Copyright© ビルXia