PCM转WAV

一、WAVE 文件格式介绍

WAVE 文件是基于 Microsoft RIFF 标准的文件格式。RIFF 格式文件以文件头开始，后面跟一系列声音数据。WAVE 文件通常只是具有单个 RIFF chunk 的文件，该 RIFF chunk 由 fmt chunk 和 data chunk 两个 sub chunk 组成，其中 fmt chunk 包含音频数据的采样率，位深，声道数等信息，data chunk 包含真正的音频数据。WAV文件头一般是 44 字节。WAV 文件标准格式如下：

我们用一个数据格式使用十六进制展示的大小为 72 字节 WAVE 格式文件举例：

WAV 文件格式文档：http://soundfile.sapp.org/doc/WaveFormat/
参考文档：https://wavefilegem.com/how_wave_files_work.html

二、使用 FFmpeg 命令行的方式

ffmpeg -ar 44100 -ac 2 -f s16le -i test.pcm test.wav

使用上面命令生成的 WAV 文件头信息有 78 个字节，对比 44 字节头文件，增加了一个 34 字节大小的 LIST chunk。想去掉 LIST chunk 可以加上一个输出文件参数 -bitexact 如下：

ffmpeg -ar 44100 -ac 2 -f s16le -i test.pcm -bitexact test.wav

二、使用 FFmpeg API 的方式

1、创建 WAVE 头信息结构体

// WAV 文件格式头信息（44字节）
typedef struct WAVHeader {
    // RIFF Chunk ID
    char riffCkID[4] = {'R', 'I', 'F', 'F'};
    // RIFF Chunk Size
    int32_t riffCkSize;
    // Format
    char format[4] = {'W', 'A', 'V', 'E'};
    // Format Chunk ID
    char fmtCkID[4] = {'f', 'm', 't', ' '};
    // Format Chunk Size
    int32_t fmtCkSize = 16;
    // 音频格式 1=PCM 3=Floating Point
    int16_t audioFormat = 1;
    // 声道数
    int16_t channels;
    // 采样率
    int32_t sampleRate;
    // 字节率
    int32_t byteRate = sampleRate * blockAlign;
    int16_t blockAlign = (channels * bitsPerSample) >> 3;
    // 位深
    int16_t bitsPerSample;
    // Data Chunk ID
    char dataCkID[4] = {'d', 'a', 't', 'a'};
    // Data Chunk Size
    int32_t dataCkSize;
} WAVHeader;

2、 PCM 数据文件转成 WAV 文件主要代码

QFile pcmFile(PCM_FILE_NAME);
// 获取 PCM 文件大小
int pcmDataSize = pcmFile.size();
WAVHeader wavHeader;
// 设置采样率
wavHeader.sampleRate = 44100;
// 设置位深
wavHeader.bitsPerSample = 16;
// 设置声道数
wavHeader.channels = 2;
// 设置 data chunk size，即实际 PCM 数据的长度，单位字节
wavHeader.dataCkSize = pcmDataSize;
// 设置 RIFF chunk size，RIFF chunk size 不包含 RIFF Chunk ID 和 RIFF Chunk Size的大小，所以用 PCM 数据大小加 RIFF 头信息大小减去 RIFF Chunk ID 和 RIFF Chunk Size的大小
wavHeader.riffCkSize = (pcmDataSize + sizeof (WAVHeader) - 4 - 4);
// 调用封装的方法，FFmpegUtils 是自定义的一个类，传入头信息，输入的 PCM 文件路径，输出的 WAV 文件路径
FFmpegUtils::pcm2wav(wavHeader, PCM_FILE_NAME, WAV_FILE_NAME);

void FFmpegUtils::pcm2wav(WAVHeader &header, const char *pcmFilename, const char *wavFilename)
{
    QFile pcmFile(pcmFilename);
    if (!pcmFile.open(QFile::ReadOnly)) {
        qDebug() << “打开 PCM 文件失败: " << pcmFilename;
        return;
    }

    QFile wavFile(wavFilename);
    if (!wavFile.open(QFile::WriteOnly)) {
        qDebug() << “打开 WAV 文件失败: " << wavFilename;
        return;
    }

    wavFile.write((const char *) &header, sizeof (WAVHeader));

    int size = 0;
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    while ((size = pcmFile.read(buffer, BUFFER_SIZE)) > 0) {
        wavFile.write(buffer, size);
    }

    pcmFile.close();
    wavFile.close();
}