如何将音频从一种格式转换为 Java 中的 wav 或 raw？

Question

我想知道如何使用 java.sound api 将 WAV 文件转换为 RAW/PCM 格式。我需要将 WAV 文件从一些给定的音频格式转换为编码如下的 RAW 文件：

16 kHz
16 位
单声道
已签名
小端

我在这里找到的许多 posts 都是相反的，如何从 RAW 转换为 WAV。作为音频新手，我希望有人可以 post 展示如何执行此操作的示例。

Answer 1

据我所知，Java 声音 api 不会转换为 RAW 音频。它确实转换为 WAV，即 RAW audio with a 44-byte header。了解这一点后，您可以将问题分解为两部分：

1.将音频从任何格式转换为 WAV 格式。

下面的代码示例仅从 WAV 到 WAV（不同的音频格式）进行了测试，但理论上调用 AudioSystem.getAudioInputStream(audioFormat, originalAudioStream); 应该找到合适的编解码器（如果有的话）。

此方法会将音频字节转换为给定格式并生成字节 [] 结果作为 WAV。

 private static final AudioFormat EXAMPLE_FORMAT = new AudioFormat(
        16_000,
        16,
        1,
        true,
        false
    );

    public byte[] formatAudioToWav(@NotNull final byte[] audioFileContent,
                                   @NotNull final AudioFormat audioFormat) throws
                                                                           IOException,
                                                                           UnsupportedAudioFileException {

        try (
            final AudioInputStream originalAudioStream = AudioSystem.getAudioInputStream(new ByteArrayInputStream(audioFileContent));
            final AudioInputStream formattedAudioStream = AudioSystem.getAudioInputStream(audioFormat, originalAudioStream);
            final AudioInputStream lengthAddedAudioStream = new AudioInputStream(formattedAudioStream, audioFormat, audioFileContent.length);
            final ByteArrayOutputStream convertedOutputStream = new ByteArrayOutputStream()
        ) {
            AudioSystem.write(lengthAddedAudioStream, AudioFileFormat.Type.WAVE, convertedOutputStream);
            return convertedOutputStream.toByteArray();
        }
    }

2。从步骤 1 中创建的 WAV 文件中删除 header。

   public byte[] formatWavToRaw(@NotNull final byte[] audioFileContent) {
        return Arrays.copyOfRange(audioFileContent, 44, audioFileContent.length);
    }

备注

该代码的优点是可以正确关闭所有流，但缺点是直接使用 byte[]，因此不能很好地处理大文件。它可以转换为纯流，但请注意，在对 new AudioInputStream(formattedAudioStream, audioFormat, audioFileContent.length); 的调用中，您需要其中一个流的长度。
另一个缺点是，即使代码清晰易读，也有 3 个 AudioInputStream 需要 created/wrapped 才能工作，这有点令人费解。我找不到更好的解决方案。

进一步阅读

What is raw audio?
Are there usage examples?
如果我们upsample/downsample我们会失去精度吗？ A, B
Is there an online converter to compare results with?

Answer 2

您可以轻松地从 WAV 文件中获取 PCM 数据（以原始字节为单位），方法是使用 AudioInputStream 读取 WAV 文件，将数据存储在 ByteBuffer 中。

Java 确实有一些内置的格式转换器。我不确定是否支持您想要的特定转换。有关支持的格式转换的文档位于 Audio Trail: Using Files and Format Converters

如果您必须进行某种抽取，例如，从 44.1kHz 采样率的 wav 变为 16kHz，我想使用线性插值会很好。

将传入字节转换为 PCM 数据值（可能标准化为浮点数）
以 2.76625 为增量（从 44.1 / 16 派生）迭代结果数组，使用线性插值获得新值
将新的 PCM 值转换回字节

如果没有任何头信息，可以使用 FileOutputStream 将生成的字节数组写入文件。 Java Tutorials: Byte Streams

具有浮点精度的线性插值通常被认为足以保持音频保真度。

如何将音频从一种格式转换为 Java 中的 wav 或 raw？

How do I convert audio from one format to wav or raw in Java?

java

audio

wav

pcm