从 PCM 数据创建 .wav 文件

Question

我正在尝试从 SPH0645LM4H-B 读取数据 https://www.knowles.com/docs/default-source/model-downloads/sph0645lm4h-b-datasheet-rev-c.pdf?sfvrsn=4 并将其转换为 .wav 格式，以便我可以验证我的传感器是否正常工作。到目前为止，我已经设法连接传感器并通过 i2s-dma 传输读取数据样本。

此外，我发现大多数主流计算机声音文件格式由一个header（包含长度等）后跟16位两个's-complementPCMhttps://www.dsprelated.com/freebooks/mdft/Number_Systems_Digital_Audio.html

PCM数据转wave格式，我参考了converting PCM to wav file

现在，传感器数据格式为 I2S，24 位，2 的补码，MSB 在前。数据精度为18位；未使用的位是 零。我已将传感器数据转换为 32 位（MSB 是符号位）

我使用了以下 link 中的代码（以及其中提到的 link）来创建 .wav 文件：- Append .pcm audio raw data into wav (in C)

//.wav文件header数据

struct wavfile
{
char            id[4];          // should always contain "RIFF"
int             totallength;    // total file length minus 8
char            wavefmt[8];     // should be "WAVEfmt "
int             format;         // 16 for PCM format
short           pcm;            // WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT (3).
short           channels;       // channels
int             frequency;      // sampling frequency, 16000 in this case
int             bytes_per_second;
short           bytes_by_capture;
short           bits_per_sample;
char            data[4];        // should always contain "data"
int             bytes_in_data;
};

//写入header输出.wav文件

void write_wav_header(char* name, int samples, int channels)
{
struct wavfile filler;
FILE *pFile;
strcpy(filler.id, "RIFF");
filler.totallength = (samples * channels) + sizeof(struct wavfile) - 8;
strcpy(filler.wavefmt, "WAVEfmt ");
filler.format = 16;
filler.pcm = 3; // WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT (3).
filler.channels = channels;
filler.frequency = 32000;
filler.bits_per_sample = 32;
filler.bytes_per_second = filler.channels * filler.frequency * filler.bits_per_sample/8;
filler.bytes_by_capture = filler.channels*filler.bits_per_sample/8;
filler.bytes_in_data = samples * filler.channels * filler.bits_per_sample/8;
strcpy(filler.data, "data");
pFile = fopen(name, "wb");
fwrite(&filler, 1, sizeof(filler), pFile);
fclose(pFile);
}

//将音频传感器数据附加到此 .wav 文件

void write_pcm_data_to_file(char* inFile, char* outFile)
{
char buffer[SAMPLE_SIZE];
size_t n;
FILE *fin,*fout;
fin = fopen(inFile,"r");
fout = fopen(outFile,"a");
while((n = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), fin)) > 0)
{
    if(n != fwrite(buffer, 1, n, fout))
    {
        perror("fwrite");
        exit(1);
    }
}
fclose(fin);
fclose(fout);
}

这是生成的 .wav 文件在十六进制编辑器中的样子：- .wav file in hex editor 我可以看到 wav header 值设置正确，然后是来自音频传感器的 PCM 数据。

但是，当我播放.wav 文件时，我无法播放输入的音频。相反，我听到一个恒定的音调。我尝试更改输入音频（播放不同的音乐、歌曲），但生成的 .wav 文件播放相同的恒定音调。

为了将麦克风播放的输入音乐重新创建为 wav 文件，我应该做哪些修改？

提前致谢。

编辑：-

根据 42LeapsOfFaith 的回答，为了将我的示例转换为十六进制，我使用了以下代码：-

hexValue = strtoll(sample, NULL, 16);

我转换了缓冲区中的每个值，然后将其写入我的 .wav 文件中。现在我的 .wav 文件看起来像 modified .wav file in hex editor

但是，即使是这个wav文件也不能播放音频。关于将播放到麦克风的输入音乐重新创建为 wav 文件的任何进一步建议？

非常感谢帮助

Answer 1

首先，您将 PCM 数据以 ascii-hex 格式存储在文件中。希望对您有所帮助。

这是一个'hack'你可以使用...

char c[2];
while((n = fread(&c[0], 2, 1, fin)) > 0)
 { 
    if (c[0] > 0x39) c[0] -= 7;
    c[0] &= 0x0F;
    if (c[1] > 0x39) c[1] -= 7;
    c[1] &= 0x0F;
    c[1] |= c[0] << 4;
    if(1 != fwrite(&c[1], 1, 1, fout))

从 PCM 数据创建 .wav 文件

Creating a .wav file from PCM data

c

audio

wav

binary-data

pcm