java pcm文件转成wav

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mob649e8158ed1f 2024-10-12 05:21:03 ©著作权

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Java PCM文件转WAV格式指南

在音频处理的领域，PCM（脉冲编码调制）文件通常是未经压缩的音频格式，而WAV（波形音频文件格式）是一种更常见的音频文件格式。因此，将PCM文件转换为WAV格式是一个常见需求。本文将详细介绍如何使用Java进行这种转换。

流程概览

在进行PCM到WAV的转换时，我们可以将整个过程分为以下几个步骤：

步骤	描述
1	准备PCM文件和其参数
2	创建WAV格式的文件头
3	将PCM数据写入WAV文件
4	关闭文件流

每一步的实现详解

以下是每一步需要做的具体实现，包括所需的代码和注释。

1. 准备PCM文件和其参数

首先，我们需要确定PCM文件的路径及其参数，比如采样率、位深、声道数等。

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

// 定义PCM文件路径和参数
String pcmFilePath = "path/to/your/file.pcm";
String wavFilePath = "path/to/your/file.wav";
int sampleRate = 44100; // 采样率
int byteRate = 16; // 位深（16位）
int channels = 2; // 声道数（立体声）

2. 创建WAV格式的文件头

WAV文件的格式包括文件头信息。我们需要将这些信息写入到WAV文件的开头。以下是创建WAV文件头的代码示例：

// 创建WAV文件头
private static void writeWavHeader(FileOutputStream fos, int sampleRate, int byteRate, int channels) throws IOException {
    fos.write("RIFF".getBytes()); // 写入“RIFF”标识
    fos.write(intToBytes(0)); // 先写入文件大小占位符
    fos.write("WAVE".getBytes()); // 写入“WAVE”标识
    fos.write("fmt ".getBytes()); // 写入“fmt ”标识
    fos.write(intToBytes(16)); // 子块大小
    fos.write(shortToBytes((short) 1)); // 音频格式（1表示PCM）
    fos.write(shortToBytes((short) channels)); // 声道数
    fos.write(intToBytes(sampleRate)); // 采样率
    fos.write(intToBytes(sampleRate * channels * byteRate / 8)); // 字节速率
    fos.write(shortToBytes((short) (channels * byteRate / 8))); // 填充字节
    fos.write(shortToBytes((short) byteRate)); // 位深
    fos.write("data".getBytes()); // 写入“data”标识
    fos.write(intToBytes(0)); // 数据大小占位符
}

// 方便的方法来转换int到字节数组
private static byte[] intToBytes(int value) {
    return new byte[] {
        (byte) (value & 0xFF),
        (byte) ((value >> 8) & 0xFF),
        (byte) ((value >> 16) & 0xFF),
        (byte) ((value >> 24) & 0xFF)
    };
}

// 方便的方法来转换short到字节数组
private static byte[] shortToBytes(short value) {
    return new byte[] {
        (byte) (value & 0xFF),
        (byte) ((value >> 8) & 0xFF)
    };
}

3. 将PCM数据写入WAV文件

现在我们可以读取PCM文件的数据并将其写入WAV文件中。以下是实现代码：

// 将PCM数据写入WAV文件
private static void writePcmDataToWav(FileInputStream pcmInput, FileOutputStream wavOutput) throws IOException {
    byte[] buffer = new byte[4096];
    int bytesRead;
    while ((bytesRead = pcmInput.read(buffer)) != -1) {
        wavOutput.write(buffer, 0, bytesRead); // 将PCM数据写入WAV文件
    }
}

4. 关闭文件流

在完成写入后，要确保关闭文件流以释放资源。

// 主函数实现
public static void main(String[] args) {
    try (FileInputStream pcmInput = new FileInputStream(new File(pcmFilePath));
         FileOutputStream wavOutput = new FileOutputStream(new File(wavFilePath))) {
        writeWavHeader(wavOutput, sampleRate, byteRate, channels);
        writePcmDataToWav(pcmInput, wavOutput);
        wavOutput.seek(4); // 调整RIFF大小
        wavOutput.write(intToBytes((int) wavOutput.getChannel().size() - 8));
        wavOutput.seek(40); // 调整数据大小
        wavOutput.write(intToBytes((int) wavOutput.getChannel().size() - 44));
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

序列图

sequenceDiagram
    participant User
    participant PCMFile
    participant WAVFile
    User->>PCMFile: 读取PCM数据
    User->>WAVFile: 创建WAV文件头
    User->>WAVFile: 写入PCM数据
    User->>WAVFile: 关闭WAV文件

旅行图

journey
    title  PCM到WAV的转换旅行
    section 准备
      确定文件路径: 5: User
      确定文件参数: 5: User
    section 创建WAV头
      调用writeWavHeader: 4: User
    section 写入数据
      读取PCM数据: 3: User
      写入WAV文件: 4: User
    section 完成
      关闭文件流: 5: User