簡述

在 Qt 之 WAV檔案解析中我們對wav檔案的檔案頭中的資料進行了分析，在 Qt之實作錄音播放及raw（pcm）轉wav格式中我們實作了錄音/播放功能，并将.raw格式的音頻檔案轉為wav格式檔案，那我們拿到一個wav檔案如何擷取檔案的具體資訊呢，這一篇将叙述對wav檔案的頭資訊進行解析。

注意

在看這篇文章前希望讀者看一下 Qt 之 WAV檔案解析和 Qt之實作錄音播放及raw（pcm）轉wav格式這兩篇文章，本篇文章也是基于這兩篇的基礎上進行叙述，如果讀者對wav檔案的格式有了一定的了解，也可以直接閱讀。

代碼之路

在Qt 之 WAV檔案解析中我們對wav檔案頭進行了詳細的介紹，如果不清楚的可以了解一下。wav的檔案頭其實就是一個資料結構，結構中儲存了一系列參數，那我們從wav檔案中一一解析出這些參數。

// wav檔案頭資訊結構
struct WAVFILEHEADER
{
    // RIFF 頭;
    char RiffName[];
    unsigned long nRiffLength;

    // 資料類型辨別符;
    char WavName[];

    // 格式塊中的塊頭;
    char FmtName[];
    unsigned long nFmtLength;

    // 格式塊中的塊資料;
    unsigned short nAudioFormat;
    unsigned short nChannleNumber;
    unsigned long nSampleRate;
    unsigned long nBytesPerSecond;
    unsigned short nBytesPerSample;
    unsigned short nBitsPerSample;

    // 附加資訊(可選),根據 nFmtLength 來判斷;
    // 擴充域大小;
    unsigned short nAppendMessage;
    // 擴充域資訊;
    char* AppendMessageData;

    //Fact塊,可選字段，一般當wav檔案由某些軟體轉化而成，則包含該Chunk;
    char FactName[];
    unsigned long nFactLength;
    char FactData[];

    // 資料塊中的塊頭;
    char    DATANAME[];
    unsigned long   nDataLength;

    // 以下是附加的一些計算資訊;
    int fileDataSize;               // 檔案音頻資料大小;
    int fileHeaderSize;             // 檔案頭大小;
    int fileTotalSize;              // 檔案總大小;


    // 理論上應該将所有資料初始化，這裡隻初始化可選的資料;
    WAVFILEHEADER()
    {
        nAppendMessage = ;
        AppendMessageData = NULL;
        strcpy(FactName, "");
        nFactLength = ;
        strcpy(FactData, "");
    }

};

// 解析wav檔案的頭資訊;
bool anlysisWavFileHeader(QString fileName)
{
    QFile fileInfo(fileName);
    if (!fileInfo.open(QIODevice::ReadOnly))
    {
        return false;
    }

    WAVFILEHEADER WavFileHeader;
    // 讀取 資源交換檔案标志 "RIFF";
    fileInfo.read(WavFileHeader.RiffName, sizeof(WavFileHeader.RiffName));


    // 讀取 RIFF 頭後位元組數;
    fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nRiffLength, sizeof(WavFileHeader.nRiffLength));
    // 讀取 波形檔案辨別符 "WAVE";
    fileInfo.read(WavFileHeader.WavName, sizeof(WavFileHeader.WavName));

    // 讀取 波形格式标志 "fmt ";
    fileInfo.read(WavFileHeader.FmtName, sizeof(WavFileHeader.FmtName));

    // 讀取 格式塊中塊資料大小;
    fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nFmtLength, sizeof(WavFileHeader.nFmtLength));

    // 讀取 格式種類;
    fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nAudioFormat, sizeof(WavFileHeader.nAudioFormat));

    // 讀取 音頻通道數目;
    fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nChannleNumber, sizeof(WavFileHeader.nChannleNumber));

    // 讀取 采樣頻率;
    fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nSampleRate, sizeof(WavFileHeader.nSampleRate));

    // 讀取 波形資料傳輸速率;
    fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nBytesPerSecond, sizeof(WavFileHeader.nBytesPerSecond));

    // 讀取 資料塊對齊機關;
    fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nBytesPerSample, sizeof(WavFileHeader.nBytesPerSample));

    // 讀取 每次采樣得到的樣本資料位數值;
    fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nBitsPerSample, sizeof(WavFileHeader.nBitsPerSample));

    // 根據格式塊中塊資料大小，判斷是否有附加資訊;
    QString strAppendMessageData;           // 儲存擴充域中的擴充資訊;
    if (WavFileHeader.nFmtLength >= )
    {
        // 讀取附加資訊占兩個位元組;
        fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nAppendMessage, sizeof(WavFileHeader.nAppendMessage));
        // 這裡 特别注意 nFmtLength 一般情況下是 16 或者18 ，但是有一個wav檔案 nFmtLength 為50;
        // 說明我們讀取完fmt格式塊後面有附加資訊，上面一行代碼讀取了兩個位元組資料
        // 這兩個位元組即為擴充域的大小，而剩餘的 50 - 18 = 32位元組即為擴充域中的擴充資訊;
        // 對于擴充域中儲存了什麼格式的資料暫時無法得知，先用char型數組儲存;
        // 這裡 擴充域大小 可以通過 WavFileHeader.nAppendMessage （從檔案中讀取的擴充域大小） 也可以通過 nFmtLength（格式塊長度） - 18 得到;
        int appendMessageLength = WavFileHeader.nFmtLength - ;
        WavFileHeader.AppendMessageData = new char[appendMessageLength];
        fileInfo.read(WavFileHeader.AppendMessageData, appendMessageLength);
        // 這裡也可以在末尾加字元結束符檢視資料,但是現在不确定擴充資訊的具體格式;
        //WavFileHeader.AppendMessageData[appendMessageLength] = '\0';
        // 轉成QString 檢視擴充資訊資料;
        strAppendMessageData = QString(WavFileHeader.AppendMessageData);
    }

    // 由于Fact塊為可選，可能存在，是以需要判斷;
    char chunkName[];
    fileInfo.read(chunkName, sizeof(chunkName) - );
    // 需要加上字元結束符 '\0'，否則轉成QString會出錯，通過strlen來計算chunkName的字元長度也會出錯。
    chunkName[] = '\0';
    QString strChunkName(chunkName);
    if (strChunkName.compare("fact") == )
    {
        // 存在fact塊,讀取資料;
        strcpy(WavFileHeader.FactName, chunkName);
        // 讀取fact塊長度;
        fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nFactLength, sizeof(WavFileHeader.nFactLength));
        // 讀取fact塊資料;
        fileInfo.read(WavFileHeader.FactData, sizeof(WavFileHeader.FactData));

        // 存在Fact塊 , 讀取 資料塊辨別符;
        fileInfo.read(WavFileHeader.DATANAME, sizeof(WavFileHeader.DATANAME));
    }
    else
    {
        // 不存在Fact塊，直接指派;
        strcpy(WavFileHeader.DATANAME, chunkName);
    }


    // 讀取 資料塊大小;
    fileInfo.read((char*)&WavFileHeader.nDataLength, sizeof(WavFileHeader.nDataLength));

    // 讀取 音頻資料大小;
    WavFileHeader.fileDataSize = fileInfo.readAll().size();

    // 檔案總大小;
    WavFileHeader.fileTotalSize = WavFileHeader.nRiffLength + ;

    //檔案頭大小;
    WavFileHeader.fileHeaderSize = WavFileHeader.fileTotalSize - WavFileHeader.fileDataSize;

    fileInfo.close();
    return true;
}