Android音频开发（4）：如何存储和解析wav文件

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：《WAVEPCMsoundfileformat》





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< 7fe1 /p>37 38 39 40 41 42 43 44 45

/* *COPYRIGHTNOTICE *Copyright(C)2016,Jhuster<lujun.hust@gmail.com> *'target='_blank'>https://github.com/Jhuster/AudioDemo[/code]* *@licenseundertheApacheLicense,Version2.0 * *@fileWavFileHeader.java * *@version1.0 *@authorJhuster *@date2016/03/19 */ packagecom.jhuster.audiodemo.api; publicclassWavFileHeader{ publicStringmChunkID="RIFF"; publicintmChunkSize=0; publicStringmFormat="WAVE"; publicStringmSubChunk1ID="fmt"; publicintmSubChunk1Size=16; publicshortmAudioFormat=1; publicshortmNumChannel=1; publicintmSampleRate=8000; publicintmByteRate=0; publicshortmBlockAlign=0; publicshortmBitsPerSample=8; publicStringmSubChunk2ID="data"; publicintmSubChunk2Size=0; publicWavFileHeader(){ } publicWavFileHeader(intsampleRateInHz,intbitsPerSample,intchannels){ mSampleRate=sampleRateInHz; mBitsPerSample=(short)bitsPerSample; mNumChannel=(short)channels; mByteRate=mSampleRate*mNumChannel*mBitsPerSample/8; mBlockAlign=(short)(mNumChannel*mBitsPerSample/8); } }

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

privatestaticbyte[]intToByteArray(intdata){ returnByteBuffer.allocate(4).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).putInt(data).array(); } privatestaticbyte[]shortToByteArray(shortdata){ returnByteBuffer.allocate(2).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).putShort(data).array(); } privatestaticshortbyteArrayToShort(byte[]b){ returnByteBuffer.wrap(b).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).getShort(); } privatestaticintbyteArrayToInt(byte[]b){ returnByteBuffer.wrap(b).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).getInt(); }

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