WAV文件格式

心已赠人 2022-09-26 11:58 227阅读 0赞

作者:阿宝　  
更新:2016-09-21　  
来源:彩色世界([https://blog.hz601.org/2016/09/21/waveform-audio-file-format/index.html][https_blog.hz601.org_2016_09_21_waveform-audio-file-format_index.html])

WAVE （Waveform Audio File Format），是由微软和IBM公司共同开发的音频编码格式；广泛应用于Windows平台；  
又因为文件后缀名为.wav而被称为WAV。

## 官方文档 ##

WAV文件格式 [draft-ema-vpim-wav-00][]

WAVE和AVI支持的编码格式 [RFC 2361][]

## 文件格式 ##

由多个块组成，必须包含四种(分别为RIFF头块、格式块、数据头块、数据块)，其中格式块必须在数据块前面，其他块可自定义并且允许被忽略。  
所有数据均以小端方式存储。

OFFSET  LENGTH  VALUE   DESCRIPTION
    0       4 bytes 'RIFF'  The file format ID.
    4       4 bytes         Length of the file minus (-) 8 bytes.
    8       4 bytes 'WAVE'  The data format ID.
    12      4 bytes 'fmt '  The chunk ID.
    16      4 bytes 32      Length of the chunk excluding the 8
                            bytes for the ID and length.
    20      4 bytes         The codec ID.
    24      4 bytes         The number of channels.
    28      8 bytes         Samples per second.
    36      8 bytes         Average bytes per second.
    44      4 bytes         Block alignment.
    48      4 bytes         Bits per sample.
    52      4 bytes 'data'  The chunk ID.
    56      4 bytes         Length of the data (chunk size minus (-) 8 bytes.
    60      4 bytes 'fact'  The chunk ID.
            4 bytes  8      Chunk size minus (-) 8 bytes.
            8 bytes         Sample length.

## WAV文件示例 ##

下面是一个由FFmpeg转码生成的WAV文件示例，PCM数据，大小5292078B，位宽16bit，小端存储，采样率44100，2声道，码率1411kb/s。  
分析发现，真实的WAV文件格式与IETF中的描述并不一致，暂时还没找到原因。

在资源交换文件RIFF标准中，所有的数据被组织成”块”格式，每个块必须包含一个4字节的ID，一个4字节的长度字段，和若干字节的数据。

52 49 46 46 26 c0 50 00 57 41 56 45 66 6d 74 20
    10 00 00 00 01 00 02 00 44 ac 00 00 10 b1 02 00
    04 00 10 00 4c 49 53 54 1a 00 00 00 49 4e 46 4f
    49 53 46 54 0e 00 00 00 4c 61 76 66 35 36 2e 34
    30 2e 31 30 31 00 64 61 74 61 e0 bf 50 00 06 00
    ...

0-4B 0x52 0x49 0x46 0x46 文件格式标识’RIFF’  
5-8B 0x26 0xc0 0x50 0x00 文件长度减8，小端存储，此处为5292070  
9-12B 0x57 0x41 0x56 0x45 数据格式标识’WAVE’

13-16B 0x66 0x6d 0x74 0x20 格式块标识’fmt ’  
17-20B 0x10 0x00 0x00 0x00 格式长度，此处为16  
21-22B 0x01 0x00 数据编码格式 Microsoft PCM Format 0x0001 [RFC2361][RFC 2361]  
23-24B 0x02 0x00 音频声道数，此处为2，双声道  
25-28B 0x44 0xac 0x00 0x00 音频采样率，此处为44100  
29-32B 0x10 0xb1 0x02 0x00 平均码率  
33-34B 0x04 0x00 数据的调整数？  
35-36B 0x10 0x00 样本位宽，此处为16bit  
37-40B 0x4c 0x49 0x53 0x54 块标识’LIST’  
41-44B 0x1a 0x00 0x00 0x00 块长度，此处为26  
45-70B 0x49 0x4e 0x46 0x4f 0x49 0x53 0x46 0x54 0x0e 0x00 0x00 0x00 0x4c 0x61 0x76 0x66 0x35 0x36 0x2e 0x34 0x30 0x2e 0x31 0x30 0x31 0x00  
71-74B 0x64 0x61 0x74 0x61 数据头块标识’data’  
75-78B 0xe0 0xbf 0x50 0x00 数据长度，不包括数据头，此处为5292000  
…

### 音频数据 ###

WAV编码不对源数据做任何压缩处理；  
如果源数据是无损的，编码后的WAV文件也是无损的；  
如果源数据是有损的，编码后的WAV文件也是有损的；

## 关于采样 ##

通常情况下人耳只能感受到频率从100到20,000赫兹的信号；因此44,100赫兹的采样相对于人耳即是“无损”的。  
音乐制作人通常会录制采为96,000赫兹的数据，之后采样处理成不同的格式。

## 常见的音频处理软件 ##

剪辑 Goldwave  
精细制作 MATLAB

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[https_blog.hz601.org_2016_09_21_waveform-audio-file-format_index.html]: https://blog.hz601.org/2016/09/21/waveform-audio-file-format/index.html
[draft-ema-vpim-wav-00]: https://tools.ietf.org/html/draft-ema-vpim-wav-00
[RFC 2361]: https://tools.ietf.org/html/rfc2361