C++ 读取wav文件中的PCM数据

2024-08-29 05:48
文章标签 c++ 数据 读取 pcm wav

本文主要是介绍C++ 读取wav文件中的PCM数据，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

前言

wav文件通常会使用PCM格式数据存储音频，这种格式的数据读取出来直接就可以播放，要在wav文件中读取数据，我们首先要获取头部信息，wav的文件结构里面分为多个chunk，我们要做的就是识别这些chunk的信息，获取音频的格式以及数据。

一、如何实现？

首先需要构造wav头部，wav文件音频信息全部保存在头部，我们要做的就是读取wav头部信息，并且记录PCM的相关参数。

1.定义头结构

只定义PCM格式的wav文件头，对于PCM格式的数据只需要下面3个结构体即可。

struct WaveRIFF;
struct WaveFormat;
struct WaveData;

2.读取头部信息

打开文件后需要读取头部信息，需要获取声音的格式以及数据长度。

WaveRIFF riff;
WaveFormat format;
WaveData data;
int userDataSize;
f= fopen(fileName.c_str(), "rb+");
//读取头部信息
fread(&riff, 1, sizeof(riff), f);
fread(&format, 1, sizeof(format),f);

3.读取数据

获取头部信息后，就知道数据在位置及长度了，只需要直接读文件即可。

//跳到数据起始位置
seek(f, _dataOffset, SEEK_SET);

//读取数据
fread(buf, 1, bufLength, f);

二、完整代码

完整代码总用有3部分，头结构、WavFileReader.h、WavFileReader.cpp。

1.头结构

#pragma pack(push,1)struct WaveRIFF {const	char id[4] = { 'R','I', 'F', 'F' };uint32_t fileLength;const	char waveFlag[4] = { 'W','A', 'V', 'E' };};struct WaveFormat{const	char id[4] = { 'f','m', 't', ' ' };uint32_t blockSize = 16;uint16_t formatTag;uint16_t channels;uint32_t samplesPerSec;uint32_t avgBytesPerSec;uint16_t blockAlign;uint16_t  bitsPerSample;};struct  WaveData{const	char id[4] = { 'd','a', 't', 'a' };uint32_t dataLength;};
#pragma pack(pop)

2.WavFileReader.h

#pragma once
#include<string>
/************************************************************************
* @Project:  	AC.WavFileWriter
* @Decription:  wav文件读取工具
* 本版本只支持pcm读取，且未处理字节顺序。	riff文件是小端，通常在intel的设备上是没问题的，在java虚拟机上则需要处理。
* @Verision:  	v1.0.0.0
* @Author:  	Xin Nie
* @Create:  	2019/4/10 11:10:17
* @LastUpdate:  2019/4/16 10:45:00
************************************************************************
* Copyright @ 2019. All rights reserved.
************************************************************************/
namespace AC {/// <summary>/// wav文件读取对象/// </summary>class WavFileReader {public:/// <summary>/// 构造方法/// </summary>WavFileReader();/// <summary>/// 析构方法/// </summary>~WavFileReader();/// <summary>/// 打开wav文件/// </summary>/// <param name="fileName">文件名</param>/// <returns>是否打开成功</returns>bool OpenWavFile(const std::string& fileName);/// <summary>/// 关闭文件/// </summary>void CloseFlie();/// <summary>/// 读取音频数据/// </summary>/// <param name="buf">外部缓存</param>/// <param name="bufLength">缓存长度</param>/// <returns>读取长度</returns>int ReadData(unsigned char* buf, int bufLength);/// <summary>/// 设置读取位置/// </summary>/// <param name="position"> 读取位置</param>void SetPosition(int position);/// <summary>/// 获取读取位置/// </summary>/// <returns>读取位置</returns>int GetPosition();/// <summary>/// 获取文件长度/// </summary>/// <returns>文件长度</returns>int GetFileLength();/// <summary>/// 获取音频数据长度/// </summary>/// <returns>音频数据长度</returns>int GetDataLength();/// <summary>/// 获取声道数/// </summary>/// <returns>声道数</returns>int GetChannels();/// <summary>/// 获取采样率/// </summary>/// <returns>采样率，单位：hz</returns>int GetSampleRate();/// <summary>/// 获取位深/// </summary>/// <returns>位深，单位：bits</returns>int GetBitsPerSample();private:void* _file = nullptr;uint32_t _fileLength = 0;uint32_t _dataLength = 0;int _channels = 0;int  _sampleRate = 0;int  _bitsPerSample = 0;int _dataOffset = 0;};
}

3.WavFileReader.cpp

#include"WavFileReader.h"
namespace AC {WavFileReader::WavFileReader(){}WavFileReader::~WavFileReader(){CloseFlie();}bool WavFileReader::OpenWavFile(const std::string& fileName){if (_file){printf("已经打开了文件!\n");return false;}WaveRIFF riff;WaveFormat format;WaveData data;int userDataSize;_file = fopen(fileName.c_str(), "rb+");if (!_file){printf("打开文件失败!\n");return false;}//读取头部信息if (fread(&riff, 1, sizeof(riff), static_cast<FILE*>(_file)) != sizeof(riff)){printf("文件读取错误，读取riff失败!\n");goto error;}if (std::string(riff.id, 4) != "RIFF" || std::string(riff.waveFlag, 4) != "WAVE"){printf("头部信息不正确，不是wav文件!\n");goto error;}if (fread(&format, 1, sizeof(format), static_cast<FILE*>(_file)) != sizeof(format)){printf("文件读取错误，读取format失败!\n");goto error;}if (std::string(format.id, 4) != "fmt "){printf("头部信息不正确，缺少fmt!\n");goto error;}if (format.formatTag != 1){printf("程序不支持，数据格式非pcm，只支持pcm格式的数据!\n");goto error;}userDataSize = format.blockSize - sizeof(format) + 8;if (userDataSize < 0){printf("头部信息不正确，blockSize大小异常!\n");goto error;}else if (userDataSize > 0){if (fseek(static_cast<FILE*>(_file), userDataSize, SEEK_CUR) != 0){printf("文件读取错误!\n");goto error;}}while (1){if (fread(&data, 1, sizeof(data), static_cast<FILE*>(_file)) != sizeof(data)){printf("文件读取错误!\n");goto error;};if (std::string(data.id, 4) != "data"){if (fseek(static_cast<FILE*>(_file), data.dataLength, SEEK_CUR) != 0){printf("文件读取错误!\n");goto error;}continue;}break;}_dataOffset = ftell(static_cast<FILE*>(_file));_fileLength = riff.fileLength+8;_dataLength = data.dataLength;_channels = format.channels;_sampleRate = format.samplesPerSec;_bitsPerSample = format.bitsPerSample;return true;error:if (fclose(static_cast<FILE*>(_file)) == EOF){printf("文件关闭失败!\n");}_file = nullptr;return false;}void WavFileReader::CloseFlie(){if (_file){if (fclose(static_cast<FILE*>(_file)) == EOF){printf("文件关闭失败!\n");}_file = nullptr;}}int WavFileReader::ReadData(unsigned char* buf, int bufLength){if (ftell(static_cast<FILE*>(_file)) >= _dataOffset + _dataLength)return 0;return fread(buf, 1, bufLength, static_cast<FILE*>(_file));}void WavFileReader::SetPosition(int postion){if (fseek(static_cast<FILE*>(_file), _dataOffset + postion, SEEK_SET) != 0){printf("定位失败!\n");}}int WavFileReader::GetPosition(){return ftell(static_cast<FILE*>(_file)) - _dataOffset;}int WavFileReader::GetFileLength(){return _fileLength;}int WavFileReader::GetDataLength(){return _dataLength;}int WavFileReader::GetChannels(){return _channels;}int WavFileReader::GetSampleRate(){return _sampleRate;}int WavFileReader::GetBitsPerSample(){return _bitsPerSample;}
}

三、使用示例

1、播放

#include "WavFileReader.h"
int main(int argc, char** argv) {AC::WavFileReader read;unsigned char buf[1024];if (read.OpenWavFile("test_music.wav")){int channels, sampleRate, bitsPerSample;//获取声音格式channels = read.GetChannels();sampleRate = read.GetSampleRate();bitsPerSample = read.GetBitsPerSample();//打开声音设备(channels,sampleRate,bitsPerSample)int size;do {//读取音频数据size = read.ReadData(buf,1024);if (size > 0){//播放(buf,1024)}} while (size);read.CloseFlie();}return 0;
}

2、循环播放

#include "WavFileReader.h"
int main(int argc, char** argv) {AC::WavFileReader read;unsigned char buf[1024];bool exitFlag = false;if (read.OpenWavFile("test_music.wav")){int channels, sampleRate, bitsPerSample;//获取声音格式channels = read.GetChannels();sampleRate = read.GetSampleRate();bitsPerSample = read.GetBitsPerSample();//打开声音设备(channels,sampleRate,bitsPerSample)int size;while (!exitFlag){//读取音频数据size = read.ReadData(buf, 1024);if (size > 0){//播放(buf,1024)}else{   //回到数据起始位置read.SetPosition(0);		}} read.CloseFlie();}return 0;
}

总结

以上就是今天要讲的内容，wav文件中读取PCM还是相对较简单的，只要了解wav头结构,然后自定义其头结构，读取头部信息，校验头部信息，然后再读取数据所在的chunk，就可以实现这样一个功能。

这篇关于C++ 读取wav文件中的PCM数据的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1117021。

相关文章

Java调用C++动态库超详细步骤讲解(附源码)

Java调用C++动态库超详细步骤讲解(附源码)

《Java调用C++动态库超详细步骤讲解(附源码)》C语言因其高效和接近硬件的特性,时常会被用在性能要求较高或者需要直接操作硬件的场合,：本文主要介绍Java调用C++动态库的相关资料,文中通过代... 目录一、直接调用C++库第一步：动态库生成（vs2017+qt5.12.10）第二步：Java调用C++
阅读更多...
C/C++错误信息处理的常见方法及函数

C/C++错误信息处理的常见方法及函数

《C/C++错误信息处理的常见方法及函数》C/C++是两种广泛使用的编程语言,特别是在系统编程、嵌入式开发以及高性能计算领域,：本文主要介绍C/C++错误信息处理的常见方法及函数,文中通过代码介绍... 目录前言1. errno 和 perror()示例：2. strerror()示例：3. perror(
阅读更多...
C++变换迭代器使用方法小结

C++变换迭代器使用方法小结

《C++变换迭代器使用方法小结》本文主要介绍了C++变换迭代器使用方法小结,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录1、源码2、代码解析代码解析：transform_iterator1. transform_iterat
阅读更多...
详解C++中类的大小决定因数

详解C++中类的大小决定因数

《详解C++中类的大小决定因数》类的大小受多个因素影响,主要包括成员变量、对齐方式、继承关系、虚函数表等,下面就来介绍一下,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录1. 非静态数据成员示例：2. 数据对齐（Padding）示例：3. 虚函数（vtable 指针）示例：4. 继承普通继承虚继承5.
阅读更多...
C++中std::distance使用方法示例

C++中std::distance使用方法示例

《C++中std::distance使用方法示例》std::distance是C++标准库中的一个函数,用于计算两个迭代器之间的距离,本文主要介绍了C++中std::distance使用方法示例,具... 目录语法使用方式解释示例输出：其他说明：总结std::distance&n编程bsp;是 C++ 标准
阅读更多...
Python获取中国节假日数据记录入JSON文件

Python获取中国节假日数据记录入JSON文件

《Python获取中国节假日数据记录入JSON文件》项目系统内置的日历应用为了提升用户体验,特别设置了在调休日期显示“休”的UI图标功能,那么问题是这些调休数据从哪里来呢？我尝试一种更为智能的方法：P... 目录节假日数据获取存入jsON文件节假日数据读取封装完整代码项目系统内置的日历应用为了提升用户体验，
阅读更多...
Java利用JSONPath操作JSON数据的技术指南

Java利用JSONPath操作JSON数据的技术指南

《Java利用JSONPath操作JSON数据的技术指南》JSONPath是一种强大的工具,用于查询和操作JSON数据,类似于SQL的语法,它为处理复杂的JSON数据结构提供了简单且高效... 目录1、简述2、什么是 jsONPath？3、Java 示例3.1 基本查询3.2 过滤查询3.3 递归搜索3.4
阅读更多...
MySQL大表数据的分区与分库分表的实现

MySQL大表数据的分区与分库分表的实现

《MySQL大表数据的分区与分库分表的实现》数据库的分区和分库分表是两种常用的技术方案,本文主要介绍了MySQL大表数据的分区与分库分表的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有... 目录1. mysql大表数据的分区1.1 什么是分区？1.2 分区的类型1.3 分区的优点1.4 分
阅读更多...
Mysql删除几亿条数据表中的部分数据的方法实现

Mysql删除几亿条数据表中的部分数据的方法实现

《Mysql删除几亿条数据表中的部分数据的方法实现》在MySQL中删除一个大表中的数据时,需要特别注意操作的性能和对系统的影响,本文主要介绍了Mysql删除几亿条数据表中的部分数据的方法实现,具有一定... 目录1、需求2、方案1. 使用 DELETE 语句分批删除2. 使用 INPLACE ALTER T
阅读更多...
Python Dash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践记录

Python Dash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践记录

《PythonDash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践记录》Python的PlotlyDash库提供了一种简便且强大的方式来构建和展示互动式数据仪表板,本篇文章将深入探讨如何使用Dash设计一... 目录python Dash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践1. 什么是Plotly Dash？1.1
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2