【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;
}