【音视频系列3】音频MP3文件和PCM文件，分析PCM音频文件，及转换为WAV文件

音频声音文件MP3和PCM

　　两者均是封装格式，为了分析PCM，先下载一个MP3文件，然后通过ffmpeg将MP3文件转成PCM文件进行分析，使用分析软件为audition音频软件。

转换PCM文件

　　ffmpeg -i hai.mp3 -f s16le audio1.pcm

　　转换后可以使用此命令播放看转换是否成功：ffplay -ar 44100 -ac 2 -f s16le -i audio1.pcm

转换后的文件放到audition中，并选择采样率和位宽后，便可以显示音频文件频谱

　　

 

 　　

  代码分析PCM文件：

　　PCM的左右声道是间隔存放的，每个声道占用2个字节，所以取值时需要间隔进行读取并存放成左右两个声道

　　源码如下：

void pcm_spilit_channel(const char* pcmfile) {
	FILE* pcmFp = fopen(pcmfile, "rb+");
	FILE* pcmlFp = fopen("E:\\audio_leftC.pcm", "wb+");
	FILE* pcmrFp = fopen("E:\\audio_rightC.pcm", "wb+");
	unsigned char* samples = (unsigned char*)malloc(4);
	while (!feof(pcmFp))
	{
		fread(samples, 1, 4, pcmFp);
		fwrite(samples, 1, 2, pcmlFp);
		fwrite(samples + 2, 1, 2, pcmrFp);
	}
	free(samples);
	fclose(pcmrFp);
	fclose(pcmlFp);
	fclose(pcmFp);
}

　　分离左右声道后，音频文件同样的设置后通过audition进行查看　

　　

 WAVE文件格式，包含3个头部结构和一个PCM数据块，具体如下：

　　

使用C++将pcm音频转换为wav音频文件

typedef struct {
	char			fccID[4];
	unsigned long	dwSize;
	char			fccType[4];
}WAV_HEADER;
typedef struct
{
	char			fccID[4];
	unsigned long	dwSize;
	unsigned short	wFromatTag;
	unsigned short	wChannels;
	unsigned long	dwSamplesPerSec;
	unsigned long	dwAvgBytesPerSec;
	unsigned short	wBlockAlign;
	unsigned short	uiBitsPerSample;
}WAV_FMT;
typedef struct {
	char			fccID[4];
	unsigned long	dwSize;
}WAV_DATA;
void pcm2wav(const char* pcmfile, int channel, int sampleRate, const char* wavfile) {
	FILE* pcmFp = fopen(pcmfile, "rb+");
	FILE* wavFp = fopen(wavfile, "wb+");
	WAV_HEADER	wavHeader;
	WAV_FMT		wavFormat;
	WAV_DATA	wavData;
	unsigned short pcmData;
	int bits	= 16;
	memcpy(wavHeader.fccID, "RIFF", strlen("RRIF"));	//设置RIFF头
	memcpy(wavHeader.fccType, "WAVE", strlen("WAVE"));	//设置WAVE标识
	
	memcpy(wavFormat.fccID, "fmt ", strlen("fmt "));	//设置第二块头“fmt ”
	wavFormat.dwSize = 16;								//WAV_FORMAT的大小- sizeof(fccID) - sizeof(dwSize)
	wavFormat.wFromatTag = 1;							//PCM格式文件时设置1
	wavFormat.wChannels = channel;						
	wavFormat.dwSamplesPerSec = sampleRate;				//比特率
	wavFormat.dwAvgBytesPerSec = sampleRate * sizeof(pcmData);	//码率
	wavFormat.wBlockAlign = sizeof(pcmData);			//每个采样点的字节对齐宽度
	wavFormat.uiBitsPerSample = bits;					//PCM采样的位数

	memcpy(wavData.fccID, "data", strlen("data"));		//设置第三块头data
	int offset = sizeof(WAV_HEADER) + sizeof(WAV_FMT) + sizeof(WAV_DATA);
	int pcmDataCount = 0;
	fseek(wavFp, offset, SEEK_CUR);
	while (!feof(pcmFp)) {
		fread(&pcmData, sizeof(unsigned short), 1, pcmFp);
		fwrite(&pcmData, sizeof(unsigned short), 1, wavFp);
		pcmDataCount++;
	}
	pcmDataCount = pcmDataCount << 1;
	wavData.dwSize = pcmDataCount;						//设置大小为PCM数据的大小
	wavHeader.dwSize = pcmDataCount + sizeof(WAV_DATA) + sizeof(WAV_FMT) + sizeof(WAV_HEADER) - 8;	//头的大小为所有的大小-sizeof(WAV_HEADER.fccID)-sizeof(WAV_HEADER.dwSize)
	rewind(wavFp);
	fwrite(&wavHeader, 1, sizeof(wavHeader), wavFp);
	fwrite(&wavFormat, 1, sizeof(wavFormat), wavFp);
	fwrite(&wavData, 1, sizeof(wavData), wavFp);
	fclose(pcmFp);
	fclose(wavFp);
	return;
}

　注意：转换后文件大小几乎相同

转换后文件可以播放，放到audition中可以看到波形图正常即可

　　

 

 由此可以了解PCM和wav文件格式，以及音频在这两种文件中的存放方式以及顺序。