iOS的音频文件的格式转换示例
背景
因为我的公司需要设计到app与硬件的通信，所以去年深入的研究了一下音频各种格式的转换，曾写过一篇简书，现在搬过来丰富下自己的blog。
首先介绍一下常用的音频文件格式
- .amr：体积很小，1秒到约为1kb，所以音质缩水也很厉害，一般用于手机铃声或彩信
- .mp3：比较流行的，有损音频，某些部分失真，，音质随码率的提高，越高越好
- .wav：为无损音频
- .pcm：无损的wav文件中音频数据的一种编码方式
由于App是通过AVAudioRecorder录制音频，默认格式为pcm,文件比较大,所以不适合用于聊天通信的文件格式，所以最优的选择是转换成amr格式
音频格式转换方式
.pcm-->.wav-->.amr
a)将pcm转成wav
什么是WAV和PCM？
WAV：wav是一种无损的音频文件格式，WAV符合 PIFF(Resource Interchange File Format)规范。所有的WAV都有一个文件头，这个文件头音频流的编码参数。WAV对音频流的编码没有硬性规定，除了PCM之外，还有几乎所有支持ACM规范的编码都可以为WAV的音频流进行编码。
PCM:PCM（Pulse Code Modulation----脉码调制录音)。所谓PCM录音就是将声音等模拟信号变成符号化的脉冲列，再予以记录。PCM信号是由[1]、[0]等符号构成的数字信号，而未经过任何编码和压缩处理。与模拟信号比，它不易受传送系统的杂波及失真的影响。动态范围宽，可得到音质相当好的影响效果。
简单来说：wav是一种无损的音频文件格式，pcm是没有压缩的编码方式。
WAV和PCM的关系
WAV可以使用多种音频编码来压缩其音频流，不过我们常见的都是音频流被PCM编码处理的WAV，但这不表示WAV只能使用PCM编码，MP3编码同样也可以运用在WAV中，和AVI一样，只要安装好了相应的Decode，就可以欣赏这些WAV了。在Windows平台下，基于PCM编码的WAV是被支持得最好的音频格式，所有音频软件都能完美支持，由于本身可以达到较高的音质的要求，因此，WAV也是音乐编辑创作的首选格式，适合保存音乐素材。因此，基于PCM编码的WAV被作为了一种中介的格式，常常使用在其他编码的相互转换之中，例如MP3转换成WMA。
简单来说：pcm是无损wav文件中音频数据的一种编码方式，但wav还可以用其它方式编码。
这里详细写了pcm和wav的区别，我简单概括成pcm少了一个wav头描述信息。为此我从讯飞语音的sdk中移植出填写wav头的函数并修改了一下
// 为pcm文件写入wav头
+ (NSData*) writeWavHead:(NSData *)audioData {
long sampleRate = [[self GetAudioRecorderSettingDict][AVSampleRateKey] longValue];
long numOfChannelsKey = [[self GetAudioRecorderSettingDict][AVNumberOfChannelsKey] longValue];
Byte waveHead[44];
waveHead[0] = 'R';
waveHead[1] = 'I';
waveHead[2] = 'F';
waveHead[3] = 'F';
long totalDatalength = [audioData length] + 44;
waveHead[4] = (Byte)(totalDatalength & 0xff);
waveHead[5] = (Byte)((totalDatalength >> 8) & 0xff);
waveHead[6] = (Byte)((totalDatalength >> 16) & 0xff);
waveHead[7] = (Byte)((totalDatalength >> 24) & 0xff);
waveHead[8] = 'W';
waveHead[9] = 'A';
waveHead[10] = 'V';
waveHead[11] = 'E';
waveHead[12] = 'f';
waveHead[13] = 'm';
waveHead[14] = 't';
waveHead[15] = ' ';
waveHead[16] = 16; //size of 'fmt '
waveHead[17] = 0;
waveHead[18] = 0;
waveHead[19] = 0;
waveHead[20] = 1; //format
waveHead[21] = 0;
waveHead[22] = numOfChannelsKey; //chanel
waveHead[23] = 0;
waveHead[24] = (Byte)(sampleRate & 0xff);
waveHead[25] = (Byte)((sampleRate >> 8) & 0xff);
waveHead[26] = (Byte)((sampleRate >> 16) & 0xff);
waveHead[27] = (Byte)((sampleRate >> 24) & 0xff);
long byteRate = sampleRate * 2 * (16 >> 3);;
waveHead[28] = (Byte)(byteRate & 0xff);
waveHead[29] = (Byte)((byteRate >> 8) & 0xff);
waveHead[30] = (Byte)((byteRate >> 16) & 0xff);
waveHead[31] = (Byte)((byteRate >> 24) & 0xff);
waveHead[32] = 2*(16 >> 3);
waveHead[33] = 0;
waveHead[34] = 16;
waveHead[35] = 0;
waveHead[36] = 'd';
waveHead[37] = 'a';
waveHead[38] = 't';
waveHead[39] = 'a';
long totalAudiolength = [audioData length];
waveHead[40] = (Byte)(totalAudiolength & 0xff);
waveHead[41] = (Byte)((totalAudiolength >> 8) & 0xff);
waveHead[42] = (Byte)((totalAudiolength >> 16) & 0xff);
waveHead[43] = (Byte)((totalAudiolength >> 24) & 0xff);
NSMutableData *pcmData = [[NSMutableData alloc]initWithBytes:&waveHead length:sizeof(waveHead)];
[pcmData appendData:audioData];
return pcmData;
// [pcmData writeToFile:kVoiceWav atomically:true];
}
同时还需把关键的属性抽取出来(如:采样率,通道数…)
//录音格式的设置
+ (NSDictionary*)GetAudioRecorderSettingDict{
NSDictionary *recordSetting = [[NSDictionary alloc] initWithObjectsAndKeys:
[NSNumber numberWithFloat: 8000],AVSampleRateKey, //采样率
[NSNumber numberWithInt: kAudioFormatLinearPCM],AVFormatIDKey,
[NSNumber numberWithInt:16],AVLinearPCMBitDepthKey,//采样位数 默认 16
[NSNumber numberWithInt: 2], AVNumberOfChannelsKey,//通道的数目
nil];
return recordSetting;
}
b)将wav转成amr
使用VoiceConvert(by:Tang Xiaoping)库能将wav转成amr，后来发现环信的EaseUI框架中也使用了这个
反过来转换也是差不多的
pcm<--->mp3
这个就很简单了，用lame的框架进行转换，这个框架网上资料一大堆
本人为此花了不少时间整理了一下这些文件格式的转换方法
/** * 转换wav到amr * * @param wavPath wav文件路径 * @param isDelete 转换成功后是否删除源文件 * * @return NO 失败 YES成功 */ + (BOOL) wav2Amr:(NSString *)wavPath isDeleteSourchFile:(BOOL)isDelete; /** * 转换amr到wav * * @param amrPath amr文件路径 * @param isDelete 转换成功后是否删除源文件 * * @return NO 失败 YES成功 */ + (BOOL) amr2Wav:(NSString *)amrPath isDeleteSourchFile:(BOOL)isDelete; /** * 转换pcm到mp3 * * @param pcmPath pcm文件路径 * @param isDelete 转换成功后是否删除源文件 * * @return NO 失败 YES成功 */ + (BOOL) pcm2Mp3: (NSString *)pcmPath isDeleteSourchFile:(BOOL)isDelete; /** * 转换pcm到wav * * @param pcmPath pcm文件路径 * @param isDelete 转换成功后是否删除源文件 * * @return NO 失败 YES成功 */ + (BOOL) pcm2Wav: (NSString *)pcmPath isDeleteSourchFile:(BOOL)isDelete; /** * 转换pcm到amr * * @param pcmPath pcm文件路径 * @param isDelete 转换成功后是否删除源文件 * * @return NO 失败 YES成功 */ + (BOOL) pcm2Amr:(NSString *)pcmPath isDeleteSourchFile:(BOOL)isDelete; /** * 为pcm文件写入wav头 */ + (NSData*) writeWavHead:(NSData *)audioData; void conventToMp3(NSString *pcmFile,NSString *mp3File); /** 录音格式设置,转换的时候需要获取.(如:采样率、采样位数、通道的数目) 建议使用此设置，如有修改，则转换amr时也要对应修改参数，比较麻烦 @returns 录音设置 */ + (NSDictionary*)GetAudioRecorderSettingDict;
demo的下载地址https://github.com/qq631192328/PFAudio.git，如果觉得好麻烦点下星，如果有什么问题欢迎指正
