PcmToWav

PHP 實作PCM轉WAV

此擴充功能能快速將PCM格式的音波文件轉換成WAV格式的音訊文件，目前只為公司專案提供解決方案。

擴充參考於helviojunior/WaveGenerator ，在此特別感謝！

安裝

composer require jade/pcm-to-wav

使用

PcmToWav e; $input_file = './file/test.pcm'; // 准备输入的文件 $output_file = './file/test.wav'; // 预计输出的文件 $data = PcmToWav e::init($pcm_file, $wav_file); // 调用转换 ">

use PcmToWav e P cmToWave ;

$input_file = ' ./file/test.pcm ' ; // 准备输入的文件
$output_file = ' ./file/test.wav ' ; // 预计输出的文件
$data = PcmToWav e::init( $pcm_file , $wav_file ) ; // 调用转换

測試Demo使用

进入扩展包目录
cd vendor/jade/pcm-to-wav
composer install
cd test
php Test.php

原理介紹

什麼是PCM和WAV ？

PCM ：PCM（Pulse Code Modulation----脈碼調變錄音)。所謂PCM錄音就是將聲音等類比訊號變成符號化的脈衝列，再予以記錄。 PCM訊號是由1 、 0等符號構成的數位訊號，而未經過任何編碼和壓縮處理。與類比訊號比，它不易受傳送系統的雜波及失真的影響。動態範圍寬，可得到音質相當好的影響效果。

WAV ： WAV是一種無損的音訊檔案格式， WAV符合PIFF(Resource Interchange File Format) 規格。所有的WAV都有一個檔案頭，這個檔案頭音訊流的編碼參數。 WAV對音訊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的音訊串流進行編碼。

PCM和WAV的關係

簡單地說, PCM是音頻的原始數據, WAV則是一種封裝音頻數據的容器, 而且它的格式還很簡單, 只是在數據開頭添加一些和音頻數據相關的頭信息。

首先我們來看看WAV的格式規則, 如下圖

了解這些規則後，我們就可以擼程式碼吧

1、 ChunkID佔4byte, 固定值"RIFF"

 $ChunkID = array(0x52, 0x49, 0x46, 0x46); // RIFF 16进制的0x52等于10进制中的82，82对应的ASCII码为R

2. ChunkSize佔4byte, 值為4 + (8 + SubChunk1Size) + (8 + SubChunk2Size), 其中如果原始資料是PCM, 簡化為36 + SubChunk2Size

 $ChunkSize = array(0x0, 0x0, 0x0, 0x0);
$ChunkSize = self::getLittleEndianByteArray(36 + $dataSize);

3、 Format佔4byte, 固定值"WAVE"

 $FileFormat = array(0x57, 0x41, 0x56, 0x45); // WAVE

4. Subchunk1ID佔4byte, 固定值"ftm "(注意空格補全4位元)

 $Subchunk1ID = array(0x66, 0x6D, 0x74, 0x20); // fmt

5. Subchunk1Size佔4byte, 數據為PCM時, 值為16

 $Subchunk1Size = array(0x10, 0x0, 0x0, 0x0); // 16 little endian

6. AudioFormat佔2byte, 資料為PCM時, 值為1, 其他值表示資料進行過某種壓縮

 $AudioFormat = array(0x1, 0x0); // PCM = 1 little endian

7. NumChannels佔2byte, 對應AudioRecord中的channelConfig, 單聲道Mono = 1, 立體聲Stereo = 2

 if ($numchannels == 2) {
    $fmt->NumChannels = array(0x2, 0x0); // 立体声为2
} else {
    $fmt->NumChannels = array(0x1, 0x0); // 单声道为1
}

8. SampleRate佔4byte, 對應AudioRecord中的sampleRateInHz, 即取樣頻率, 例如8000, 16000, 44100

 $SampleRate = self::getLittleEndianByteArray($samplerate);

9. ByteRate佔4byte, 值為SampleRate * BlockAlign

 self::getLittleEndianByteArray($samplerate * $numchannels * ($bitspersample / 8));

10. BlockAlign佔2byte, 值為NumChannels * BitsPerSample / 8

 self::getLittleEndianByteArray($numchannels * ($bitspersample / 8), true);

11. BitsPerSample佔2byte, 對應AudioRecord中的audioFormat, 8bits = 8, 16bits = 16

 self::getLittleEndianByteArray($bitspersample, true);

12、 Subchunk2ID佔4byte, 固定值"data", 即

 $Subchunk2ID = array(0x64, 0x61, 0x74, 0x61); // data

13. Subchunk2Size佔4byte, 描述音訊資料的長度, 就是pcm檔案大小

 self::getLittleEndianByteArray(filesize($filename));

14. Data佔pcm檔案大小個byte, 表示原始的PCM音訊數據

getLittleEndianByteArray方法說明

getLittleEndianByteArray主要是將傳遞過來的數進行處理已轉換成需要使用的數據，站幾字節，就返回多少長度的數組

 private static function getLittleEndianByteArray($lValue, $short = false)
    {
        $b = array(0, 0, 0, 0);
        $running = $lValue / pow(16, 6);
        $b[3] = floor($running);
        $running -= $b[3];
        $running *= 256;
        $b[2] = floor($running);
        $running -= $b[2];
        $running *= 256;
        $b[1] = floor($running);
        $running -= $b[1];
        $running *= 256;
        $b[0] = round($running);

        if ($short) { // 为 `true` 时返回长度为2的数组
            $tmp = array_slice($b, 0, 2);
            $b = $tmp;
        }

        return $b;
    }

整個文件的開頭44位元組資訊也基本上說明完了，下面就說下處理類文件的實現，這邊處理的邏​​輯先臨時創建一個只有44字節的文件，然後將PCM文件的數據追加進該文件，最終根據WAV的格式規則實際計算出真實的頭部44位元組資訊並將檔案修改指標指向檔案開頭，然後修改為新產生的數據