原创 RIFF格式声音文件的实现

2011-2-12 18:25 2994 4 4 分类: 软件与OS

摘要:本文简述RIFF格式声音文件的构成,通过调用多媒体文件I/O的三个重要函数及WAVEFormatX结构数据的使用方法来实例阐述RIFF格式声音文件的实现过程。 
关键词:RIFF[资源交换文件]格式 函数 结构数据 
声音是多媒体的一个重要组成部份,在应用程序中加入声音能使系统更增添人性和友好。RIFF是推荐使用的多媒体文件[声音文件]的格式。下面我们就以包含两个子块的RIFF信息块结构的声音为例,阐述将磁盘多媒体文件读入内存并找到波形音频数据块,再将音频数据写上声卡[播放]从而发出声音的全过程。 
RIFF服务中有整套I/O函数来mmioOpen[打开],mmioRead[读],mmioWrite[写],mmioColse[关闭]多媒体文件并直接操作内存缓冲区。下面我们就以BYTE* m_lpData;作为本文的音频数据块内存缓冲区指针,通过将音频数据读入m_lpData内存缓冲区中,然后将m_lpData所指的数据块写上声音设备来完成这次的声音播放过程[实现]。 
     下面是一个父块和两个子块的RIFF结构图 
RIFF每个信息块读写操作需要用到的函数如下表所示。 
RIFF父块 ID[RIFF] 用mmioFOURCC('W','A','V','E')获得RIFF类型标识符用mmioDescend()判断是否打开WAVE文件 
Size[RIFF]  
Form Type[WAVE] FMT子块  
ID[fmt] 用mmioFOURCC('f','m','t',)获得FMT类型标识符 
Size[fmt] 用mmioDescend()查找RIFF格式下[FMT]数据子块 
Data[fmt] 用mmioRead()读出WAVEFormatx结构数据 
     用mmioAscend(hmmio,&mmckinfoSubchnk,0)跳出“FMT”子块 
Data子块     ID[data]用mmioFOURCC('d','a', 't', 'a',)获得data类型标识符 
             Size[data] 用mmioDescend()查找RIFF格式下声音数据子块 
             Data[声音数据] 用mmioRead()读出RIFF声音数据块到m_lpData 
      从上表中可以看出mmioFOURCC、mmioDescend、mmioRead这三个函数和WAVEFormatX结构数据被经常使用。mmioFOURCC、mmioDescend、mmioRead的使用如下: 
① mmioFOURCC('W','A','V','E')函数的原形定义如下: 
#define FOURCC_RIFF      mmioFOURCC('R','I','F','F') 
② mmioDescend()函数的原形定义如下: 
WINAPI mmioDescend(HMMIO hmmio, //多媒体文件句柄由mmioOpen()传来 
LPMMCKINFO pmmcki, //RIFF父块和子块结构 
//RIFF父块结构查找父块时设NULL 
const MMCKINFO FAR* pmmckiParent,  
//标示符设为MMIO_FINDCHUNK用以发现块 
UINT fuDescend);     
③ mmioRead()函数的原形定义如下: 
         WINAPI mmioRead(HMMIO hmmio, //多媒体文件句柄由mmioOpen()传来 
//数据结构指针如WAVEFORMATEX结构或BYTE指针 
HPSTR pch,  
LONG cch); //数据长度 
还有一重要的函数原形即mmioOpen()打开多媒体文件的函数原形定义如下: 
HMMIO WINAPI mmioOpenA(LPSTR pszFileName, //音频文件的路径及文件名 
LPMMIOINFO pmmioinfo,//多媒体文件的信息结构 
DWORD fdwOpen); //打开文件的方式如读MMIO_READ 
//写MMIO_WRITE文件 
在使用函数时,还需注意一些参数以便申请需要的变量。 
① HMMIO hmmio, //多媒体文件句柄  
如用hmmio=mmioOpen(“……”)正常打开文件时返回句柄供后续函数用。 
② MMCKINFO mmckinfoParent; //信息块结构[设为父块结构变量] 
如:mmioDescend(hmmio,&mmckinfoParent,NULL,MMIO_FINDRIFF)//获得父块信息,将第三个参数设为NULL。 
③ MMCKINFO mmckinfoSubchunk; //信息块结构[设为子块结构变量] 
如:mmioDescend(hmmio,&mmckinfoSubchunk,&mmckinfoParent,MMIO_FINDCHUNK)// 获得子块信息,将子块结构放在第二参数中,将父块结构放到第三参数中用以查找到子块信息。 
④ mmioRead()函数要用两个参数:[WAVEFORMATEX]、[BYTE],因其它函数都要用到,所以申请为“公有”变量在类的头文件中。 
⑤ BYTE* m_lpData; //内存音频数据块指针,用以指上内存缓冲区声音数据块 
⑥ WAVEFORMATEX m_pFormat; //波形文件格式结构

 

WAVE文件格式剖析
2007-07-19 10:23

WAVE文件作为多媒体中使用的声波文件格式之一,它是以RIFF格式为标准的。RIFF是英文Resource Interchange File Format的缩写,每个WAVE文件的头四个字节便是“RIFF”。WAVE文件由文件头和数据体两大部分组成。其中文件头又分为RIFF/WAV文件标识段和声音数据格式说明段两部分。WAVE文件各部分内容及格式见附表。

  常见的声音文件主要有两种,分别对应于单声道(11.025KHz采样率、8Bit的采样值)和双声道(44.1KHz采样率、16Bit的采样值)。采样率是指:声音信号在“模→数”转换过程中单位时间内采样的次数。采样值是指每一次采样周期内声音模拟信号的积分值。

  对于单声道声音文件,采样数据为八位的短整数(short int 00H-FFH);而对于双声道立体声声音文件,每次采样数据为一个16位的整数(int),高八位和低八位分别代表左右两个声道。

         WAVE文件数据块包含以脉冲编码调制(PCM)格式表示的样本。WAVE文件是由样本组织而成的。在单声道WAVE文件中,声道0代表左声道,声道1代表右声道。在多声道WAVE文件中,样本是交替出现的。

  WAVE文件格式说明表  

 
 

文件头

00H 4 char "RIFF"标志
04H 4 long int 文件长度
08H 4 char "WAVE"标志
0CH 4 char "fmt"标志
10H 4   过渡字节(不定)
14H 2 int 格式类别(10H为PCM形式的声音数据)
16H 2 int 通道数,单声道为1,双声道为2
18H 2 int 采样率(每秒样本数),表示每个通道的播放速度,
1CH 4 long int 波形音频数据传送速率,其值为通道数×每秒数据位数×每样本的数据位数/8。播放软件利用此值可以估计缓冲区的大小。
20H 2 int 数据块的调整数(按字节算的),其值为通道数×每样本的数据位值/8。播放软件需要一次处理多个该值大小的字节数据,以便将其值用于缓冲区的调整。
22H 2   每样本的数据位数,表示每个声道中各个样本的数据位数。如果有多个声道,对每个声道而言,样本大小都一样。
24H 4 char 数据标记符"data"
28H 4 long int 语音数据的长度

  PCM数据的存放方式:

  样本1 样本2
8位单声道 0声道 0声道
8位立体声 0声道(左) 1声道(右) 0声道(左) 1声道(右)
16位单声道 0声道低字节 0声道高字节 0声道低字节 0声道高字节
16位立体声 0声道(左)低字节 0声道(左)高字节 1声道(右)低字节 1声道(右)高字节

 WAVE文件的每个样本值包含在一个整数i中,i的长度为容纳指定样本长度所需的最小字节数。首先存储低有效字节,表示样本幅度的位放在i的高有效位上,剩下的位置为0,这样8位和16位的PCM波形样本的数据格式如下所示。  

样本大小 数据格式 最大值 最小值
8位PCM unsigned int 225 0
16位PCM int 32767 -32767
偏移地址 字节数 数据类型 内    容
 


 

 

 

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