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Android中实现多段wav音频文件拼接

Android中实现多段wav音频文件拼接

作者: 猿某某 | 来源:发表于2017-03-22 22:54 被阅读0次

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    WAV为微软公司开发的一种声音文件格式,它符合RIFF(Resource Interchange File Format)文件规范,用于保存Windows平台的音频信息资源,被Windows平台及其应用程序所广泛支持。
    由于项目中需要接入讯飞的语音听写进行快速录入,并且同时保存语音文件。讯飞语音听写的SDK只支持保存语音文件为pcm或者wav这两种格式。讯飞的语音听写服务有很多限制,比如前后端点允许静音最长10秒、一次听写连续不能超过60秒。项目中需要支持长时间不间断语音听写,和产品怼了很久,经过不懈的抗争,最后还是我妥协了。讯飞语音听写的SDK提供了一些回调,在超时中断时,会回调onEndOfSpeech方法,这样我们就可以在这里马上重新开始启动听写。但是这会引起另一个问题,录制的音频文件最后是一段一段的,最后还得把他们进行拼接。第一次使用讯飞的语音听写SDK,不是很熟,不知道有没有哪位大神有更好的解决办法,求赐教啊啊啊啊。。。
    寻找了很久,在Android的API中没找到可以实现wav拼接的方法,只能自己去实现了。万幸的是wav格式的结构还比较简单。

    WAV文件格式

    WAV文件格式

    (本来是使用table编辑的表格,简书上竟然不支持,没办法只能截了个图放上来了)
    可以看出,WAV文件主要是以四种chunk组成,这里我们分别称呼为riff chunk、fmt chunk、fact chunk和data chunk,其中fact chunk不是必须的,大部分时候的没有。所以我在查阅资料的额时候,发现很多解析WAV文件的代码都直接认为其只有固定的44字节的头部。
    此格式来源于百度百科,奇怪的是维基百科中也认为WAV具有一个44字节的固定头部,如果哪位大神知道的,可以告诉我一下。

    WAV拼接实现方法

    由于这里采集的音频相关参数一致,做我们去其中一段的头部作为拼接后的音频的头部。但是也不是这样就可以了。从上面WAV的格式中可以看出,头部中两个位置的数据需要修改。1、riff chunk中的size值;2、data chunk的size值。因此可以先将其他数据的data chunk部分的数据追加到结果文件中,最后写入这两个地方的值。
    好了,是时候上代码了。。。

    实现代码

    public class WavMergeUtil {
    
      public static void mergeWav(List<File> inputs, File output) throws IOException {
        if (inputs.size() < 1) {
          return;
        }
        FileInputStream fis = new FileInputStream(inputs.get(0));
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(output);
        byte[] buffer = new byte[2048];
        int total = 0;
        int count;
        while ((count = fis.read(buffer)) > -1) {
          fos.write(buffer, 0, count);
          total += count;
        }
        fis.close();
        for (int i = 1; i < inputs.size(); i++) {
          File file = inputs.get(i);
          Header header = resolveHeader(file);
          FileInputStream dataInputStream = header.dataInputStream;
          while ((count = dataInputStream.read(buffer)) > -1) {
            fos.write(buffer, 0, count);
            total += count;
          }
          dataInputStream.close();
        }
        fos.flush();
        fos.close();
        Header outputHeader = resolveHeader(output);
        outputHeader.dataInputStream.close();
        RandomAccessFile res = new RandomAccessFile(output, "rw");
        res.seek(4);
        byte[] fileLen = intToByteArray(total + outputHeader.dataOffset - 8);
        res.write(fileLen, 0, 4);
        res.seek(outputHeader.dataSizeOffset);
        byte[] dataLen = intToByteArray(total);
        res.write(dataLen, 0, 4);
        res.close();
      }
    
      /**
       * 解析头部,并获得文件指针指向数据开始位置的InputStreram,记得使用后需要关闭
       */
      private static Header resolveHeader(File wavFile) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(wavFile);
        byte[] byte4 = new byte[4];
        byte[] buffer = new byte[2048];
        int readCount = 0;
        Header header = new Header();
        fis.read(byte4);//RIFF
        fis.read(byte4);
        readCount += 8;
        header.fileSizeOffset = 4;
        header.fileSize = byteArrayToInt(byte4);
        fis.read(byte4);//WAVE
        fis.read(byte4);//fmt
        fis.read(byte4);
        readCount += 12;
        int fmtLen = byteArrayToInt(byte4);
        fis.read(buffer, 0, fmtLen);
        readCount += fmtLen;
        fis.read(byte4);//data or fact
        readCount += 4;
        if (isFmt(byte4, 0)) {//包含fmt段
          fis.read(byte4);
          int factLen = byteArrayToInt(byte4);
          fis.read(buffer, 0, factLen);
          fis.read(byte4);//data
          readCount += 8 + factLen;
        }
        fis.read(byte4);// data size
        int dataLen = byteArrayToInt(byte4);
        header.dataSize = dataLen;
        header.dataSizeOffset = readCount;
        readCount += 4;
        header.dataOffset = readCount;
        header.dataInputStream = fis;
        return header;
      }
    
      private static boolean isRiff(byte[] bytes, int start) {
        if (bytes[start + 0] == 'R' && bytes[start + 1] == 'I' && bytes[start + 2] == 'F' && bytes[start + 3] == 'F') {
          return true;
        } else {
          return false;
        }
      }
    
      private static boolean isFmt(byte[] bytes, int start) {
        if (bytes[start + 0] == 'f' && bytes[start + 1] == 'm' && bytes[start + 2] == 't' && bytes[start + 3] == ' ') {
          return true;
        } else {
          return false;
        }
      }
    
      private static boolean isData(byte[] bytes, int start) {
        if (bytes[start + 0] == 'd' && bytes[start + 1] == 'a' && bytes[start + 2] == 't' && bytes[start + 3] == 'a') {
          return true;
        } else {
          return false;
        }
      }
    
      /**
       * 将int转化为byte[]
       */
      private static byte[] intToByteArray(int data) {
        return ByteBuffer.allocate(4).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).putInt(data).array();
      }
    
      /**
       * 将short转化为byte[]
       */
      private static byte[] shortToByteArray(short data) {
        return ByteBuffer.allocate(2).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).putShort(data).array();
      }
    
      /**
       * 将byte[]转化为short
       */
      private static short byteArrayToShort(byte[] b) {
        return ByteBuffer.wrap(b).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).getShort();
      }
    
      /**
       * 将byte[]转化为int
       */
      private static int byteArrayToInt(byte[] b) {
        return ByteBuffer.wrap(b).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).getInt();
      }
    
      /**
       * 头部部分信息
       */
      static class Header {
        public int fileSize;
        public int fileSizeOffset;
        public int dataSize;
        public int dataSizeOffset;
        public int dataOffset;
        public FileInputStream dataInputStream;
      }
    }
    

    这里int、short相互转化的时候需要考虑大小端的问题。
    免责声明:(晕。。。。。。)
    此文章内容仅作为参考,能力有限,难免会有一些不足之处,欢迎大家指正,相互学习,共同进步。。。哈哈

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