Audio WAV文件头格式

最近需要对多个WAV文件进行拼接,这就涉及到WAV文件头的创建和修改更新。之前的方式是利用第一个WAV的文件头,在最后全部拼接完后再修改文件头中的文件长度及音频数据长度。这个长度如果不修改,最后拼接的文件虽然大小是各WAV文件大小之和,但播放的时候只播放第一段的WAV文件,因为WAV文件头中的大小就是第一段WAV的大小,播放器读取文件头会根据这个大小来显示时长和播放。

现在需求有变,第一段文件可能是静音空数据,这就导致第一段没有文件头,其实也可以从WAV文件中拷贝头44字节出来,但为搞清楚文件头各字节含义,以及便于统一程序控制(拼装各WAV文件,不用判断该WAV是否需要跳过44字节头)。看代码:

    /**
     * @param sampleRate 采样率,如44100
     * @param channels 通道数,如立体声为2
     * @param bitsPerSample 采样精度,即每个采样所占数据位数,如16,表示每个采样16bit数据,即2个字节
     * @param bytePerSecond 音频数据传送速率, 单位是字节。其值为采样率×每次采样大小。播放软件利用此值可以估计缓冲区的大小。
     *                      bytePerSecond = sampleRate * (bitsPerSample / 8) * channels
     * @param fileLenIncludeHeader wav文件总数据大小,包括44字节wave文件头大小
     * @return wavHeader
     */
    private byte[] getWaveFileHeader(int sampleRate, int channels, int bitsPerSample,
                                     int bytePerSecond, long fileLenIncludeHeader) {
        byte[] wavHeader = new byte[44];
        long totalDataLen = fileLenIncludeHeader - 8;
        long audioDataLen = totalDataLen - 36;

        //ckid:4字节 RIFF 标志,大写
        wavHeader[0]  = 'R';
        wavHeader[1]  = 'I';
        wavHeader[2]  = 'F';
        wavHeader[3]  = 'F';

        //cksize:4字节文件长度,这个长度不包括"RIFF"标志(4字节)和文件长度本身所占字节(4字节),即该长度等于整个文件长度 - 8
        wavHeader[4]  = (byte)(totalDataLen & 0xff);
        wavHeader[5]  = (byte)((totalDataLen >> 8) & 0xff);
        wavHeader[6]  = (byte)((totalDataLen >> 16) & 0xff);
        wavHeader[7]  = (byte)((totalDataLen >> 24) & 0xff);

        //fcc type:4字节 "WAVE" 类型块标识, 大写
        wavHeader[8]  = 'W';
        wavHeader[9]  = 'A';
        wavHeader[10] = 'V';
        wavHeader[11] = 'E';

        //ckid:4字节 表示"fmt" chunk的开始,此块中包括文件内部格式信息,小写, 最后一个字符是空格
        wavHeader[12] = 'f';
        wavHeader[13] = 'm';
        wavHeader[14] = 't';
        wavHeader[15] = ' ';

        //cksize:4字节,文件内部格式信息数据的大小,过滤字节(一般为00000010H)
        wavHeader[16] = 0x10;
        wavHeader[17] = 0;
        wavHeader[18] = 0;
        wavHeader[19] = 0;

        //FormatTag:2字节,音频数据的编码方式,1:表示是PCM 编码
        wavHeader[20] = 1;
        wavHeader[21] = 0;

        //Channels:2字节,声道数,单声道为1,双声道为2
        wavHeader[22] = (byte) channels;
        wavHeader[23] = 0;

        //SamplesPerSec:4字节,采样率,如44100
        wavHeader[24] = (byte)(sampleRate & 0xff);
        wavHeader[25] = (byte)((sampleRate >> 8) & 0xff);
        wavHeader[26] = (byte)((sampleRate >> 16) & 0xff);
        wavHeader[27] = (byte)((sampleRate >> 24) & 0xff);

        //BytesPerSec:4字节,音频数据传送速率, 单位是字节。其值为采样率×每次采样大小。播放软件利用此值可以估计缓冲区的大小;
        //bytePerSecond = sampleRate * (bitsPerSample / 8) * channels
        wavHeader[28] = (byte)(bytePerSecond & 0xff);
        wavHeader[29] = (byte)((bytePerSecond >> 8) & 0xff);
        wavHeader[30] = (byte)((bytePerSecond >> 16) & 0xff);
        wavHeader[31] = (byte)((bytePerSecond >> 24) & 0xff);

        //BlockAlign:2字节,每次采样的大小 = 采样精度*声道数/8(单位是字节); 这也是字节对齐的最小单位, 譬如 16bit 立体声在这里的值是 4 字节。
        //播放软件需要一次处理多个该值大小的字节数据,以便将其值用于缓冲区的调整
        wavHeader[32] = (byte)(bitsPerSample * channels / 8);
        wavHeader[33] = 0;

        //BitsPerSample:2字节,每个声道的采样精度; 譬如 16bit 在这里的值就是16。如果有多个声道,则每个声道的采样精度大小都一样的;
        wavHeader[34] = (byte) bitsPerSample;
        wavHeader[35] = 0;

        //ckid:4字节,数据标志符(data),表示 "data" chunk的开始。此块中包含音频数据,小写;
        wavHeader[36] = 'd';
        wavHeader[37] = 'a';
        wavHeader[38] = 't';
        wavHeader[39] = 'a';

        //cksize:音频数据的长度,4字节,audioDataLen = totalDataLen - 36 = fileLenIncludeHeader - 44
        wavHeader[40] = (byte)(audioDataLen & 0xff);
        wavHeader[41] = (byte)((audioDataLen >> 8) & 0xff);
        wavHeader[42] = (byte)((audioDataLen >> 16) & 0xff);
        wavHeader[43] = (byte)((audioDataLen >> 24) & 0xff);
        return wavHeader;
    }


修改文件头中的文件长度及音频PCM数据长度:

    /**
     * 更新wav文件头
     *
     * @param totalFileLen 包含44字节wav头及所有PCM数据总和
     */
    private void updateWavFileHeader(String finalVoiceFilePath, long totalFileLen) {
        Log.e(TAG, "updateWavFileHeader()--->>totalFileLen = " + totalFileLen);
        try {
            RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(finalVoiceFilePath, "rw");
            //更新wav文件头04H— 08H的数据长度:该长度 = 文件总长 - 8
            randomAccessFile.seek(4);
            randomAccessFile.write(long2bytes(totalFileLen - 8));

            //更新wav文件头28H— 2CH,实际PCM采样数据长度
            randomAccessFile.seek(40);
            randomAccessFile.write(long2bytes(totalFileLen - 44));
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

参考文章:

1、http://www.cnblogs.com/cheney23reg/archive/2010/08/08/1795067.html



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