Android音频开发(4):如何存储和解析wav文件
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无论是文字、图像还是声音,都必须以一定的格式来组织和存储起来,这样播放器才知道以怎样的方式去解析这一段数据,例如,对于原始的图像数据,我们常见的格式有 YUV、Bitmap,而对于音频来说,最简单常见的格式就是 wav 格式了。
wav 格式,与 bitmap 一样,都是微软开发的一种文件格式规范,它们都有一个相似之处,就是整个文件分为两部分,第一部分是“文件头”,记录重要的参数信息,对于音频而言,就包括:采样率、通道数、位宽等等,对于图像而言,就包括:图像的宽高、色彩位数等等;第二部分是“数据块”,即一帧一帧的二进制数据,对于音频而言,就是原始的 PCM 数据;对于图像而言,就是 RGB 数据。
前面几篇文章讲了如何利用 Android 平台的 API 完成原始音频信号的采集和播放,而本文则重点关注如何在 Android 平台上,将采集到的 PCM 音频数据保存到 wav 文件,同时,也介绍如何读取和解析 wav 文件。
而文章最后,我还会给出一段 AudioDemo 程序,该程序将最近的几篇文章涉及到的代码综合起来了,演示了一个完整的 Android 音频从采集到播放的全过程。
下面言归正传,讲讲如何读写 wav 文件格式。
1. 文件头
首先,我们了解一下 wav 格式的“文件头”,可以参考这篇文章:《WAVE PCM soundfile format》
我们可以简单地分析一下这个 wav 格式头,它主要分为三个部分:
第一部分,属于最“顶层”的信息块,通过“ChunkID”来表示这是一个 “RIFF”格式的文件,通过“Format”填入“WAVE”来标识这是一个 wav 文件。而“ChunkSize”则记录了整个 wav 文件的字节数。
第二部分,属于“fmt”信息块,主要记录了本 wav 音频文件的详细音频参数信息,例如:通道数、采样率、位宽等等(含义请参考我的第一篇文章《Android音频开发(1):基础知识》)
第三部分,属于“data”信息块,由“Subchunk2Size”这个字段来记录后面存储的二进制原始音频数据的长度。
分析到这里,我想大家应该就明白了,其实,做一种多媒体格式的解析,也不是一件特别复杂的事,说白了,格式就是一种规范,告诉你,我的二进制数据是怎么存储的,你应该按照什么样的方式来解析。
具体而言,我们可以定义一个如下的 Java 类来抽象和描述 wav 文件头:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 |
|
具体每一个字段的含义,可以参考我上面给出的链接,下面我们再看看如何读写 wav 文件。
2. 读写 wav 文件
文章开头已经说过,其实说白了,wav 文件就是一段“文件头”+“音频二进制数据”,因此:
(1)写 wav 文件,其实就是先写入一个 wav 文件头,然后再继续写入音频二进制数据即可
(2)读 wav 文件,其实也就是先读一个 wav 文件头,然后再继续读出音频二进制数据即可
那么,在动手写代码之前,有两点你需要搞清楚:
(1) wav 文件头中,有哪些是“变化的”,哪些是“不变的”?
比如:文件头开头的“RIFF”字符串就是“不变的”部分,而用来记录音频数据总长度的“Subchunk2Size”变量就是属于“变化的”部分,因为,再音频数据没有彻底全部写完之前,你是无法知道一共写入了多少字节的音频数据的,因此,这个部分,需要用一个变量记录起来,到全部写完之后,再使用 Java 的“RandomAccessFile”类,将文件指针跳转到“Subchunk2Size”字段,改写一下默认值即可。
(2) 如何把 int、short 变量与 byte[] 的转换
因为 wav 文件都是二进制的方式读写,因此,“WavFileHeader”类中定义的变量都需要转换为byte字节流,具体转换方法如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
|
关于 wav 文件读写的类我已经帮大家“封装”好了,并且结合着前面几篇文章给出的音频采集和播放的代码,完成了一个 AudioDemo 程序,放在我的 Github 上了,欢迎大家下载运行测试,然后结合着代码具体学习 Android 音频相关技术,代码地址:
https://github.com/Jhuster/AudioDemo
注:本系列文章的所有代码,以后都会并入到该 demo 项目中。
3. 小结
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本文出自 “Jhuster的专栏” 博客,请务必保留此出处http://ticktick.blog.51cto.com/823160/1750593
转载于:https://my.oschina.net/learnbo/blog/761182
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