C/C++修改wav文件采样率实现
将一个采样率为44100的wav文件,改为11025的采样率。
为了实现以上目标,我们需要储备一些关于wav及PCM数据的相关知识,以下是笔者学习参考的网站地址:
PCM音频数据处理---降低采样率 PCM数据格式 C++标准库实现WAV文件读写
以下我基于项目需要写的代码,实现将采样率为44100的wav文件,改为11025的采样率,并重新生成同名文件。系统环境是centos7 x64。
1.wavEdit.h
#ifndef _WAVEDIT_H_ #define _WAVEDIT_H_ typedef unsigned char uint8_t; typedef signed char int8_t; typedef unsigned short int uint16_t; typedef signed short int int16_t; typedef unsigned int uint32_t; typedef signed int int32_t; #pragma pack(push, 1) typedef struct { int8_t chunk_id[4] = { 0 }; // 文件标识,通常为"RIFF" uint32_t chunk_size = 0; // 文件数据大小,该值 + 8 就是整个WAV文件的大小 int8_t format[4] = { 0 }; // 文件格式,“WAVE” int8_t fmt_chunk_id[4] = { 0 }; // 子块标识,“fmt” uint32_t fmt_chunk_size = 0; // 子块大小,其数值不确定,取决于编码格式。可以是16、18、20、40 等 uint16_t audio_fomat = 0; // 音频格式,1为PCM格式 uint16_t num_channels = 0; // 声道数,1:单声道,2:双声道(立体声) uint32_t sample_rate = 0; // 采样率,常用的采样频率有 11025,22050和44100KHZ uint32_t byte_rate = 0; // 每秒的字节数,值=声道数x采样率x每样本的数据位数/8。播放软件利用这个值可以估计缓冲区大小。 uint16_t block_align = 0; // 块对齐 采样帧大小。该数值为:声道数x位数/8。播放软件需要一次处理多个该值大小的字节数据,用该数值调整缓冲区 uint16_t bits_per_sample = 0; // 采样深度,即采样位数。常见是4、8、12、16、24、32 int8_t data_chunk_id[4] = { 0 }; // 子块标识,“data” uint32_t data_chunk_size = 0; // 子块大小 int32_t num_frame = 0; // 文件总帧数 int32_t start_pos = 0; // 音频数据的开始位置 }wavHead; #pragma pack(pop) void wavFormate(char* filename,wavHead &wh); #endif
2.wavEdit.cpp
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include "wavEdit.h" char* read_File_rb(const char * filename,int &datalen) { int size=16; int count = 1; char * outdat = NULL; //取文件大小 struct stat statbuf; int ret = stat(filename,&statbuf); //调用stat函数 if(ret != 0) //获取失败。 { return outdat; } datalen = statbuf.st_size; //返回文件大小。 FILE* fp = fopen(filename, "rb"); if (NULL != fp) { outdat = (char *)malloc(datalen+size); memset(outdat,0,datalen+size); fread((void*)outdat,(size_t)datalen,1,fp); fclose(fp); return outdat; } else { return outdat; } } void wavHeadFormat(wavHead &wh,int nSampleRate,int ndata_chunk_size) { wh.sample_rate = nSampleRate; wh.byte_rate = wh.num_channels*wh.sample_rate*wh.bits_per_sample/8; wh.data_chunk_size = ndata_chunk_size; //子块大小,PCM数据大小 wh.chunk_size = ndata_chunk_size+wh.start_pos-8; // 文件数据大小,该值 + 8 就是整个WAV文件的大小 } /*------------------------------------------ * filename 文件名称路径(含路径) * wh: 用来保存文件头的结构体实例 --------------------------------------------*/ void wavFormate(char* filename,wavHead &wh) { //2.文件头分析 const int HEAD_LENGTH = 256 * 1024;//256kb char buf[HEAD_LENGTH]; //memcpy(buf,fileBuf,HEAD_LENGTH); FILE *stream = fopen(filename, "rb"); fread(buf, 1, HEAD_LENGTH, stream); fclose (stream); //记录文件读取位置 int pos = 0; //寻找“RIFF”标记 while (pos < HEAD_LENGTH) { if ((buf[pos] == 'R') && (buf[pos + 1] == 'I') && (buf[pos + 2] == 'F') && (buf[pos + 3] == 'F')) { wh.chunk_id[0] = 'R'; wh.chunk_id[1] = 'I'; wh.chunk_id[2] = 'F'; wh.chunk_id[3] = 'F'; pos += 4; break; } ++pos; } //读取Header部分 wh.chunk_size = *(int *)&buf[pos]; pos += 4; wh.format[0] = buf[pos]; wh.format[1] = buf[pos + 1]; wh.format[2] = buf[pos + 2]; wh.format[3] = buf[pos + 3]; pos += 4; //寻找“fmt”标记 while (pos < HEAD_LENGTH) { if ((buf[pos] == 'f') && (buf[pos + 1] == 'm') && (buf[pos + 2] == 't')) { wh.fmt_chunk_id[0] = 'f'; wh.fmt_chunk_id[1] = 'm'; wh.fmt_chunk_id[2] = 't'; wh.fmt_chunk_id[3] = ' '; //这个可别漏了哦 pos += 4; break; } ++pos; } //读取Format Chunk部分 wh.fmt_chunk_size = *(int *)&buf[pos]; pos += 4; wh.audio_fomat = *(short *)&buf[pos]; pos += 2; wh.num_channels = *(short *)&buf[pos]; pos += 2; wh.sample_rate = *(int *)&buf[pos]; pos += 4; wh.byte_rate = *(int *)&buf[pos]; pos += 4; wh.block_align = *(short *)&buf[pos]; pos += 2; wh.bits_per_sample = *(short *)&buf[pos]; pos += 2; //寻找“data”标记 while (pos < HEAD_LENGTH) { if ((buf[pos] == 'd') && (buf[pos + 1] == 'a') && (buf[pos + 2] == 't') && (buf[pos + 3] == 'a')) { wh.data_chunk_id[0] = 'd'; wh.data_chunk_id[1] = 'a'; wh.data_chunk_id[2] = 't'; wh.data_chunk_id[3] = 'a'; pos += 4; break; } ++pos; } //读取Data Chunk的非data部分 wh.data_chunk_size = *(int *)&buf[pos]; pos += 4; //记录真正音频数据的开始位置 wh.start_pos = pos; //计算文件总帧数 wh.num_frame = wh.data_chunk_size / (wh.num_channels*(wh.bits_per_sample / 8)); printf("[0]sample_rate(%d),byte_rate(%d),data_chunk_size(%d),chunk_size(%d),fmt_chunk_size(%d),start_pos(%d) @ %s.",\ wh.sample_rate, \ wh.byte_rate, \ wh.data_chunk_size, \ wh.chunk_size,wh.fmt_chunk_size,wh.start_pos,\ filename); //3.数据转写- //https://www.cnblogs.com/wangguchangqing/p/5970516.html if(wh.num_channels==2 && wh.sample_rate>11025 && wh.bits_per_sample==16) { int rate = wh.sample_rate/11025; if(rate>1) { //读取文件原始数据 int fileLen; char *fileBuf = read_File_rb(filename,fileLen); FILE* fp = fopen(filename, "wb+"); if (NULL != fp) { //写文件头 fwrite(wh.chunk_id, sizeof(wavHead)-8, 1, fp); int16_t temp; int32_t tempSumL = 0; int32_t tempSumR = 0; int flag = 0; int data_chunk_size = 0; //修改后PCM数据长度,单位字节 uint16_t *pdata = (uint16_t *)(fileBuf+wh.start_pos); //转成16位数据 int max = (wh.data_chunk_size/2)-rate*2; for(int i=0;i<=max;i+=(rate*2)) { flag = 0; tempSumL = 0; tempSumR = 0; while(flag<rate) { if(flag%2==0) { temp = pdata[i+flag]; tempSumL += temp; } else { temp = pdata[i+flag+1]; tempSumR += temp; } flag++; } temp = (uint16_t)(tempSumL/rate); fwrite(&temp, 2, 1, fp); temp = (uint16_t)(tempSumR/rate); fwrite(&temp, 2, 1, fp); data_chunk_size+=4; } fseek(fp,0,SEEK_SET); //定位到文件起始位置 //重写文件头 wavHeadFormat(wh,11025,data_chunk_size); fwrite(wh.chunk_id, sizeof(wavHead)-8, 1, fp); fclose(fp); printf("[1]sample_rate(%d),byte_rate(%d),data_chunk_size(%d),chunk_size(%d),fmt_chunk_size(%d),start_pos(%d) @ %s.",\ wh.sample_rate, \ wh.byte_rate, \ wh.data_chunk_size, \ wh.chunk_size,wh.fmt_chunk_size,wh.start_pos,\ filename); } //内存释放 free(fileBuf); fileBuf=NULL; } } }
3.测试引用
#include "wavEdit.h" int main(int argc, char* argv[]) { char m_audioFile[256]="xx.wav"; wavHead wh; // 执行完志后,m_audioFile 所指向的文件已经完成更新。 wavFormate(m_audioFile, wh); return 0; }
以上是完整的实现过程。
凯特网版权声明:以上内容允许转载,但请注明出处,谢谢!