wav 檔案結構

WAVE是錄音時用的標準的WINDOWS檔案格式，檔案的副檔名為“WAV”，資料本身的格式為PCM或壓縮型。

   WAV檔案格式是一種由微軟和IBM聯合開發的用於音頻數字儲存的標準，它採用RIFF檔案格式結構，非常接近於AIFF和IFF格式。符合 PIFF Resource Interchange File Format規範。所有的WAV都有一個檔案頭，這個檔案頭音頻流的編碼參數。

   WAV檔案作為最經典的Windows多媒體音頻格式，應用非常廣泛，它使用三個參數來表示聲音：採樣位元、採樣頻率和聲道數。 

   聲道有單聲道和立體聲之分，採樣頻率一般有11025Hz（11kHz）、22050Hz（22kHz）和44100Hz（44kHz）三種。WAV檔案所佔容量=（採樣頻率×採樣位元×聲道）×時間/8（1位元組=8bit）。    

   WAV對音頻流的編碼沒有硬性規定，除了PCM之外，還有幾乎所有支援ACM規範的編碼都可以為WAV的音頻流進行編碼。多媒體應用中使用了多種資料， 包括位元影像、音頻資料、視頻資料以及外圍裝置控制資訊等。RIFF為儲存這些類型的資料提供了一種方法，RIFF檔案所包含的資料類型由該檔案的副檔名來標 識，能以RIFF檔案儲存體的資料包括： 
音訊視訊交錯格式格式資料(.AVI) 、波形格式資料(.WAV) 、位元影像格式資料(.RDI) 、MIDI格式資料(.RMI) 、調色盤格式(.PAL) 、多媒體電影(.RMN) 、動畫游標(.ANI) 、其它RIFF檔案(.BND)     。

   WAVE檔案可以儲存大量格式的資料，通常採用的音頻編碼方式是脈衝編碼調製(PCM)。由於WAV格式源自Windows/Intel環境，因而採用Little-Endian位元組順序進行儲存。

WAVE檔案作為多媒體中使用的聲波檔案格式之一，它是以RIFF格式為標準的。RIFF是英文Resource Interchange File Format的縮寫，每個WAVE檔案的頭四個位元組便是“RIFF”。WAVE檔案由檔案頭和資料體兩大部分組成。其中檔案頭又分為RIFF／WAV檔案 標識段和聲音資料格式說明段兩部分。WAVE檔案各部分內容及格式見附表。

常見的音效檔主要有兩種，分別對應於單聲道（11.025KHz採樣率、8Bit的採樣值）和雙聲道（44.1KHz採樣率、16Bit的採樣 值）。採樣率是指：聲音訊號在“模→數”轉換過程中單位時間內採樣的次數。採樣值是指每一次採樣周期內聲音類比訊號的積分值。

對於單聲道音效檔，採樣資料為八位的短整數（short int 00H-FFH）；而對於雙聲道立體聲音效檔，每次採樣資料為一個16位的整數（int），高八位和低八位分別代表左右兩個聲道。

   WAVE檔案資料區塊包含以脈衝編碼調製（PCM）格式表示的樣本。WAVE檔案是由樣主要組織而成的。在單聲道WAVE檔案中，聲道0代表左聲道，聲道1代表右聲道。在多聲道WAVE檔案中，樣本是交替出現的。 

WAVE檔案的每個樣本值包含在一個整數i中，i的長度為容納指定樣本長度所需的最小位元組數。首先儲存低有效位元組，表示樣本幅度的位放在i的高有效位 上，剩下的位置為0，這樣8位和16位的PCM波形樣本的資料格式。　 WAVE檔案作為多媒體中使用的聲波檔案格式之一，它是以RIFF格式為標準的。
RIFF是英文Resource Interchange File Format的縮寫，每個WAVE檔案的頭四個
位元組便是“RIFF”。

WAVE檔案是由若干個Chunk組成的。按照在檔案中的出現位置包括：RIFF WAVE
Chunk, Format Chunk, Fact Chunk(可選), Data Chunk。具體見：

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|          RIFF WAVE Chunk                |
|          ID   = 'RIFF'                   |
|          RiffType = 'WAVE'             |
------------------------------------------------
|          Format Chunk                   |
|          ID = 'fmt '                   |
------------------------------------------------
|          Fact Chunk(optional)          |
|          ID = 'fact'                   |
------------------------------------------------
|          Data Chunk                       |
|          ID = 'data'                   |
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         圖1 Wav格式包含Chunk樣本

RIFF WAVE Chunk
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|    |所佔位元組數|   具體內容 |
==================================
| ID |   4 Bytes | 'RIFF' |
----------------------------------
| Size   |   4 Bytes |          |
----------------------------------
| Type   |   4 Bytes | 'WAVE' |
----------------------------------
         圖2   RIFF WAVE Chunk

以'RIFF'作為標示，然後緊跟著為size欄位，該size是整個wav檔案大小減去ID
和Size所佔用的位元組數，即FileLen - 8 = Size。然後是Type欄位，為'WAVE'，表
示是wav檔案。
結構定義如下：
struct RIFF_HEADER
{
   char szRiffID[4];   // 'R','I','F','F'
   DWORD dwRiffSize;
   char szRiffFormat[4]; // 'W','A','V','E'
};

Format Chunk
====================================================================
|             | 位元組數   |              具體內容             |
====================================================================
| ID          |   4 Bytes   | 'fmt '                             |
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| Size       |   4 Bytes   | 數值為16或18，18則最後又附加資訊     |
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| FormatTag     |   2 Bytes   | 編碼方式，一般為0x0001             |     |
--------------------------------------------------------------------     |
| Channels    |   2 Bytes   | 聲道數目，1--單聲道；2--雙聲道    |     |
--------------------------------------------------------------------     |
| SamplesPerSec |   4 Bytes   | 採樣頻率                             |     |
--------------------------------------------------------------------     |
| AvgBytesPerSec|   4 Bytes   | 每秒所需位元組數                       |     |===> WAVE_FORMAT
--------------------------------------------------------------------     |
| BlockAlign |   2 Bytes   | 資料區塊對齊單位(每個採樣需要的位元組數) |     |
--------------------------------------------------------------------     |
| BitsPerSample |   2 Bytes   | 每個採樣需要的bit數                |     |
--------------------------------------------------------------------     |
|             |   2 Bytes   | 附加資訊（可選，通過Size來判斷有無） |     |
--------------------------------------------------------------------   ----
                        圖3   Format Chunk

以'fmt '作為標示。一般情況下Size為16，此時最後附加資訊沒有；如果為18
則最後多了2個位元組的附加資訊。主要由一些軟體製成的wav格式中含有該2個位元組的
附加資訊。
結構定義如下：
struct WAVE_FORMAT
{
   WORD wFormatTag;
   WORD wChannels;
   DWORD dwSamplesPerSec;
   DWORD dwAvgBytesPerSec;
   WORD wBlockAlign;
   WORD wBitsPerSample;
};
struct FMT_BLOCK
{
   char   szFmtID[4]; // 'f','m','t',' '
   DWORD   dwFmtSize;
   WAVE_FORMAT wavFormat;
};

Fact Chunk
==================================
|    |所佔位元組數|   具體內容 |
==================================
| ID |   4 Bytes | 'fact' |
----------------------------------
| Size   |   4 Bytes | 數值為4 |
----------------------------------
| data   |   4 Bytes |          |
----------------------------------
         圖4   Fact Chunk

Fact Chunk是可選欄位，一般當wav檔案由某些軟體轉化而成，則包含該Chunk。
結構定義如下：
struct FACT_BLOCK
{
   char   szFactID[4]; // 'f','a','c','t'
   DWORD   dwFactSize;
};

Data Chunk
==================================
|    |所佔位元組數|   具體內容 |
==================================
| ID |   4 Bytes | 'data' |
----------------------------------
| Size   |   4 Bytes |          |
----------------------------------
| data   |       |          |
----------------------------------
         圖5 Data Chunk

Data Chunk是真正儲存wav資料的地方，以'data'作為該Chunk的標示。然後是
資料的大小。緊接著就是wav資料。根據Format Chunk中的聲道數以及採樣bit數，
wav資料的bit位置可以分成以下幾種形式：
---------------------------------------------------------------------
| 單聲道   | 取樣1 | 取樣2 | 取樣3 | 取樣4 |
|           |--------------------------------------------------------
|   8bit量化 | 聲道0 | 聲道0 | 聲道0 | 聲道0 |
---------------------------------------------------------------------
| 雙聲道   |       取樣1          |           取樣2           |
|           |--------------------------------------------------------
|   8bit量化 |   聲道0(左)   |   聲道1(右)   |   聲道0(左)   |   聲道1(右)   |
---------------------------------------------------------------------
|           |       取樣1          |           取樣2           |
| 單聲道   |--------------------------------------------------------
| 16bit量化 | 聲道0 |   聲道0    | 聲道0 |   聲道0    |
|           | (低位位元組)   | (高位位元組)   | (低位位元組)   | (高位位元組)   |
---------------------------------------------------------------------
|           |                      取樣1                      |
| 雙聲道   |--------------------------------------------------------
| 16bit量化 |   聲道0(左)   |   聲道0(左)   |   聲道1(右)   |   聲道1(右)   |
|           | (低位位元組)   | (高位位元組)   | (低位位元組)   | (高位位元組)   |
---------------------------------------------------------------------
                     圖6 wav資料bit位置安排方式

Data Chunk頭結構定義如下：
struct DATA_BLOCK
{
   char szDataID[4]; // 'd','a','t','a'
   DWORD dwDataSize;
};