Android音频开发（4）：PCM转WAV格式音频

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Android音频开发（1）：音频相关知识
Android音频开发（2）：使用AudioRecord录制pcm格式音频
Android音频开发（3）：使用AudioRecord实现录音的暂停和恢复
Android音频开发（4）：PCM转WAV格式音频
Android音频开发（5）：Mp3的录制 - 编译Lame源码
Android音频开发（6）：Mp3的录制 - 使用Lame实时录制MP3格式音频
Android音频开发（7）：音乐可视化-FFT频谱图

项目地址

https://github.com/zhaolewei/ZlwAudioRecorder

前面几篇已经介绍了PCM音频文件的录制，这一篇主要介绍下pcm转wav。

一、wav 和 pcm

一般通过麦克风采集的录音数据都是PCM格式的，即不包含头部信息，播放器无法知道音频采样率、位宽等参数，导致无法播放，显然是非常不方便的。pcm转换成wav，我们只需要在pcm的文件起始位置加上至少44个字节的WAV头信息即可。

RIFF

WAVE文件是以RIFF(Resource Interchange File Format, "资源交互文件格式")格式来组织内部结构的
RIFF文件结构可以看作是树状结构,其基本构成是称为"块"（Chunk）的单元.
WAVE文件是由若干个Chunk组成的。按照在文件中的出现位置包括：RIFF WAVE Chunk, Format Chunk, Fact Chunk(可选), Data Chunk。

Fact Chunk 在压缩后或在非PCM编码时存在

二、WAV头文件

所有的WAV都有一个文件头，这个文件头记录着音频流的编码参数。数据块的记录方式是little-endian字节顺序。

image

偏移地址	命名	内容
00-03	ChunkId	"RIFF"
04-07	ChunkSize	下个地址开始到文件尾的总字节数(此Chunk的数据大小)
08-11	fccType	"WAVE"
12-15	SubChunkId1	"fmt ",最后一位空格。
16-19	SubChunkSize1	一般为16，表示fmt Chunk的数据块大小为16字节，即20-35
20-21	FormatTag	1：表示是PCM 编码
22-23	Channels	声道数，单声道为1，双声道为2
24-27	SamplesPerSec	采样率
28-31	BytesPerSec	码率：采样率 * 采样位数 * 声道个数，bytePerSecond = sampleRate * (bitsPerSample / 8) * channels
32-33	BlockAlign	每次采样的大小：位宽*声道数/8
34-35	BitsPerSample	位宽
36-39	SubChunkId2	"data"
40-43	SubChunkSize2	音频数据的长度
44-...	data	音频数据

三、java 生成头文件

WavHeader.class

public static class WavHeader {    /**     * RIFF数据块     */    final String riffChunkId = "RIFF";    int riffChunkSize;    final String riffType = "WAVE";    /**     * FORMAT 数据块     */    final String formatChunkId = "fmt ";    final int formatChunkSize = 16;    final short audioFormat = 1;    short channels;    int sampleRate;    int byteRate;    short blockAlign;    short sampleBits;    /**     * FORMAT 数据块     */    final String dataChunkId = "data";    int dataChunkSize;    WavHeader(int totalAudioLen, int sampleRate, short channels, short sampleBits) {        this.riffChunkSize = totalAudioLen;        this.channels = channels;        this.sampleRate = sampleRate;        this.byteRate = sampleRate * sampleBits / 8 * channels;        this.blockAlign = (short) (channels * sampleBits / 8);        this.sampleBits = sampleBits;        this.dataChunkSize = totalAudioLen - 44;    }    public byte[] getHeader() {        byte[] result;        result = ByteUtils.merger(ByteUtils.toBytes(riffChunkId), ByteUtils.toBytes(riffChunkSize));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(riffType));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(formatChunkId));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(formatChunkSize));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(audioFormat));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(channels));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(sampleRate));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(byteRate));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(blockAlign));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(sampleBits));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(dataChunkId));        result = ByteUtils.merger(result, ByteUtils.toBytes(dataChunkSize));        return result;    }}

ByteUtils: https://github.com/zhaolewei/ZlwAudioRecorder/blob/master/recorderlib/src/main/java/com/zlw/main/recorderlib/utils/ByteUtils.java

四、PCM转Wav

WavUtils.java

public class WavUtils {    private static final String TAG = WavUtils.class.getSimpleName();        /**         * 生成wav格式的Header         * wave是RIFF文件结构，每一部分为一个chunk，其中有RIFF WAVE chunk，         * FMT Chunk，Fact chunk（可选）,Data chunk         *         * @param totalAudioLen 不包括header的音频数据总长度         * @param sampleRate    采样率,也就是录制时使用的频率         * @param channels      audioRecord的频道数量         * @param sampleBits    位宽         */        public static byte[] generateWavFileHeader(int totalAudioLen, int sampleRate, int channels, int sampleBits) {            WavHeader wavHeader = new WavHeader(totalAudioLen, sampleRate, (short) channels, (short) sampleBits);            return wavHeader.getHeader();        }    }    /**     * 将header写入到pcm文件中 不修改文件名     *     * @param file   写入的pcm文件     * @param header wav头数据     */    public static void writeHeader(File file, byte[] header) {        if (!FileUtils.isFile(file)) {            return;        }        RandomAccessFile wavRaf = null;        try {            wavRaf = new RandomAccessFile(file, "rw");            wavRaf.seek(0);            wavRaf.write(header);            wavRaf.close();        } catch (Exception e) {            Logger.e(e, TAG, e.getMessage());        } finally {            try {                if (wavRaf != null) {                    wavRaf.close();                }            } catch (IOException e) {                Logger.e(e, TAG, e.getMessage());            }        }

RecordHelper.java

private void makeFile() {    mergePcmFiles(recordFile, files);    //这里实现上一篇未完成的工作    byte[] header = WavUtils.generateWavFileHeader((int) resultFile.length(), currentConfig.getSampleRate(), currentConfig.getChannelCount(), currentConfig.getEncoding());    WavUtils.writeHeader(resultFile, header);        Logger.i(TAG, "录音完成！ path: %s ； 大小：%s", recordFile.getAbsoluteFile(), recordFile.length());    }

参考链接：

http://soundfile.sapp.org/doc/WaveFormat/

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项目地址

一、wav 和 pcm

RIFF

二、WAV头文件

三、java 生成头文件

四、PCM转Wav

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