最近要做些聲學信號檢測方面的工作。需要對一些 wav 格式的文件進行分析處理。google 了一番，發現了 libsndfile。libsndfile 是一個 C 語言寫成的 開放源代碼的音頻文件讀寫的庫。可以讀寫 WAV 格式，FLAC 格式和其他許多常見格式（因為專利原因不支持MP3）。LGPL 協議。
libsndfile 的用法很簡單。
[cpp]
SNDFILE* sf_open(const char *path, int mode, SF_INFO *sfinfo);
SNDFILE* sf_open(const char *path, int mode, SF_INFO *sfinfo);用來打開一個音頻文件。 mode 有三個選項。
SFM_READ - read only mode
SFM_WRITE - write only mode
SFM_RDWR - read/write mode
音頻文件的一些基本信息由 sfinfo 來返回。
[cpp]
typedef struct
{ sf_count_t frames ; /* Used to be called samples. */
int samplerate ;
int channels ;
int format ;
int sections ;
int seekable ;
} SF_INFO ;
typedef struct
{ sf_count_t frames ; /* Used to be called samples. */
int samplerate ;
int channels ;
int format ;
int sections ;
int seekable ;
} SF_INFO ;需要注意的是，如果是SFM_READ 模式打開一個文件， sfinfo 的 format 字段應預先寫為 0 。
打開音頻文件後，測試 format 的各個字段就能知道音頻文件的基本類型。
[cpp]
sf_count_t sf_seek(SNDFILE *sndfile, sf_count_t frames, int whence);
sf_count_t sf_seek(SNDFILE *sndfile, sf_count_t frames, int whence);用來在音頻文件的數據區中移動文件指針，有點像 lseek 函數。不過sf_seek 函數自動的屏蔽了非數據區的部分。所有的移動都是在數據區中進行了，而且是以數據幀為單位，相當的方便。
[cpp]
sf_count_t sf_read_short (SNDFILE *sndfile, short *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_read_int (SNDFILE *sndfile, int *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_read_float (SNDFILE *sndfile, float *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_read_double (SNDFILE *sndfile, double *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_readf_short (SNDFILE *sndfile, short *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_readf_int (SNDFILE *sndfile, int *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_readf_float (SNDFILE *sndfile, float *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_readf_double (SNDFILE *sndfile, double *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_read_short (SNDFILE *sndfile, short *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_read_int (SNDFILE *sndfile, int *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_read_float (SNDFILE *sndfile, float *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_read_double (SNDFILE *sndfile, double *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_readf_short (SNDFILE *sndfile, short *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_readf_int (SNDFILE *sndfile, int *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_readf_float (SNDFILE *sndfile, float *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_readf_double (SNDFILE *sndfile, double *ptr, sf_count_t frames) ;
上面 8 個函數用來從音頻文件中讀取數據。 這裡來說一說 items 和 frames 的區別。
對於單聲道的音頻文件。 item 和 frame 是一樣的。 一個 item 對應一個數據點。
對於多聲道音頻文件，一個 frame 包含多個數據點，比如雙聲道音頻文件，一個 frame 包括 2 個 item。
另外，音頻文件中可能用 8 bits 來存儲一個數據點，也可能是 16bits，可能用整數也可能用浮點數來存儲音頻數據。sf_read_XXX 系列函數會替你完成數據的轉換工作。
下面是一個簡單的例子，讀取一個音頻文件，顯示其基本信息，並將數據存儲到文本文件中。 這裡假設音頻文件為單聲道。
[cpp]
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sndfile.h>
void save(short *b1, double *b2, int n);
int main(int argc, char * argv[])
{
SF_INFO sf_info;
SNDFILE *snd_file;
short *buf1;
double *buf2;
if(argc != 2)
{
exit(1);
}
sf_info.format = 0;
snd_file = sf_open(argv[1], SFM_READ, &sf_info) ;
printf ("Using %s.\n", sf_version_string ()) ;
printf("File Name : %s\n", argv[1]);
printf("Sample Rate : %d\n", sf_info.samplerate);
printf("Channels : %d\n", sf_info.channels);
printf("Sections : %d\n", sf_info.sections );
printf("Frames : %d\n", (int)sf_info.frames );
buf1 = (short *)malloc(sf_info.frames *sizeof(short));
buf2 = (double *)malloc(sf_info.frames *sizeof(double));
sf_readf_short(snd_file, buf1, sf_info.frames) ;
sf_seek (snd_file, 0, SEEK_SET) ;
sf_readf_double(snd_file, buf2, sf_info.frames) ;
save(buf1, buf2, sf_info.frames);
free(buf1);
free(buf2);
sf_close(snd_file);
return 0;
}
void save(short *b1, double *b2, int n)
{
int i;
FILE *fp1;
FILE *fp2;
fp1 = fopen("short.dat", "w");
fp2 = fopen("double.dat", "w");
for(i = 0; i< n; i++)
{
fprintf(fp1, "%d\n", (int)b1[i]);
fprintf(fp2, "%f\n", b2[i]);
}
fclose(fp1);
fclose(fp2);
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sndfile.h>
void save(short *b1, double *b2, int n);
int main(int argc, char * argv[])
{
SF_INFO sf_info;
SNDFILE *snd_file;
short *buf1;
double *buf2;
if(argc != 2)
{
exit(1);
}
sf_info.format = 0;
snd_file = sf_open(argv[1], SFM_READ, &sf_info) ;
printf ("Using %s.\n", sf_version_string ()) ;
printf("File Name : %s\n", argv[1]);
printf("Sample Rate : %d\n", sf_info.samplerate);
printf("Channels : %d\n", sf_info.channels);
printf("Sections : %d\n", sf_info.sections );
printf("Frames : %d\n", (int)sf_info.frames );
buf1 = (short *)malloc(sf_info.frames *sizeof(short));
buf2 = (double *)malloc(sf_info.frames *sizeof(double));
sf_readf_short(snd_file, buf1, sf_info.frames) ;
sf_seek (snd_file, 0, SEEK_SET) ;
sf_readf_double(snd_file, buf2, sf_info.frames) ;
save(buf1, buf2, sf_info.frames);
free(buf1);
free(buf2);
sf_close(snd_file);
return 0;
}
void save(short *b1, double *b2, int n)
{
int i;
FILE *fp1;
FILE *fp2;
fp1 = fopen("short.dat", "w");
fp2 = fopen("double.dat", "w");
for(i = 0; i< n; i++)
{
fprintf(fp1, "%d\n", (int)b1[i]);
fprintf(fp2, "%f\n", b2[i]);
}
fclose(fp1);
fclose(fp2);
}
編譯命令如下：
mingw32-gcc.exe -Wall -g -IC:\MinGW\msys\1.0\local\include C:\MinGW\msys\1.0\home\Administrator\wav_test\main.c -o bin\Debug\wav_test.exe C:\MinGW\msys\1.0\local\lib\libsndfile.dll.a
與之相對應的是寫音頻文件。
[cpp]
sf_count_t sf_write_short (SNDFILE *sndfile, short *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_write_int (SNDFILE *sndfile, int *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_write_float (SNDFILE *sndfile, float *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_write_double (SNDFILE *sndfile, double *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_writef_short (SNDFILE *sndfile, short *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_writef_int (SNDFILE *sndfile, int *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_writef_float (SNDFILE *sndfile, float *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_writef_double (SNDFILE *sndfile, double *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_write_short (SNDFILE *sndfile, short *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_write_int (SNDFILE *sndfile, int *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_write_float (SNDFILE *sndfile, float *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_write_double (SNDFILE *sndfile, double *ptr, sf_count_t items) ;
sf_count_t sf_writef_short (SNDFILE *sndfile, short *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_writef_int (SNDFILE *sndfile, int *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_writef_float (SNDFILE *sndfile, float *ptr, sf_count_t frames) ;
sf_count_t sf_writef_double (SNDFILE *sndfile, double *ptr, sf_count_t frames) ;下面再給一個寫音頻文件的例子：
[cpp]
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <sndfile.h>
#define SAMPLE_RATE 44100
#define SAMPLE_COUNT (SAMPLE_RATE * 4) /* 4 seconds */
#define AMPLITUDE (1.0 * 0x7F000000)
#define LEFT_FREQ (344.0 / SAMPLE_RATE)
#define RIGHT_FREQ (2 * 344.0 / SAMPLE_RATE)
int main (void)
{ SNDFILE *file ;
SF_INFO sfinfo ;
int k ;
int *buffer ;
if (! (buffer = malloc (2 * SAMPLE_COUNT * sizeof (int))))
{ printf ("Malloc failed.\n") ;
exit (0) ;
} ;
memset (&sfinfo, 0, sizeof (sfinfo)) ;
sfinfo.samplerate = SAMPLE_RATE ;
sfinfo.frames = SAMPLE_COUNT ;
sfinfo.channels = 2 ;
sfinfo.format = (SF_FORMAT_WAV | SF_FORMAT_PCM_16) ;
if (! (file = sf_open ("sine.wav", SFM_WRITE, &sfinfo)))
{ printf ("Error : Not able to open output file.\n") ;
return 1 ;
} ;
for (k = 0 ; k < SAMPLE_COUNT ; k++)
{ buffer [2 * k] = AMPLITUDE * sin (LEFT_FREQ * 2 * k * M_PI) ;
buffer [2 * k + 1] = AMPLITUDE * cos (RIGHT_FREQ * 2 * k * M_PI) ;
} ;
if (sf_write_int (file, buffer, sfinfo.channels * SAMPLE_COUNT) != sfinfo.channels * SAMPLE_COUNT)
puts (sf_strerror (file)) ;
sf_close (file) ;
return 0 ;
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <sndfile.h>
#define SAMPLE_RATE 44100
#define SAMPLE_COUNT (SAMPLE_RATE * 4) /* 4 seconds */
#define AMPLITUDE (1.0 * 0x7F000000)
#define LEFT_FREQ (344.0 / SAMPLE_RATE)
#define RIGHT_FREQ (2 * 344.0 / SAMPLE_RATE)
int main (void)
{ SNDFILE *file ;
SF_INFO sfinfo ;
int k ;
int *buffer ;
if (! (buffer = malloc (2 * SAMPLE_COUNT * sizeof (int))))
{ printf ("Malloc failed.\n") ;
exit (0) ;
} ;
memset (&sfinfo, 0, sizeof (sfinfo)) ;
sfinfo.samplerate = SAMPLE_RATE ;
sfinfo.frames = SAMPLE_COUNT ;
sfinfo.channels = 2 ;
sfinfo.format = (SF_FORMAT_WAV | SF_FORMAT_PCM_16) ;
if (! (file = sf_open ("sine.wav", SFM_WRITE, &sfinfo)))
{ printf ("Error : Not able to open output file.\n") ;
return 1 ;
} ;
for (k = 0 ; k < SAMPLE_COUNT ; k++)
{ buffer [2 * k] = AMPLITUDE * sin (LEFT_FREQ * 2 * k * M_PI) ;
buffer [2 * k + 1] = AMPLITUDE * cos (RIGHT_FREQ * 2 * k * M_PI) ;
} ;
if (sf_write_int (file, buffer, sfinfo.channels * SAMPLE_COUNT) != sfinfo.channels * SAMPLE_COUNT)
puts (sf_strerror (file)) ;
sf_close (file) ;
return 0 ;
}
除此之外，還有些其他的函數。用法都比較簡單，這裡就不多介紹了。
