（材料物理与化学专业论文）bwf格式及应用研究.pdf

摘要 b w f ( 广播波形格式) 格式最先是由欧洲广播联盟提出来的， 像梵一种广播音频节疆交换鹭文锌格式，基予r i f f - w a v e 豹 b w f 霹戳实现不同系统秘不两文 孛捂式熬营簇瓷辩在数字音频 工作站之间的无缝交换，方便音频资料在电台内的共享和电台间 的交换。针对广播波形格式和应用中的问题，本论文分析了b w f 文件结构，实现了格式转换，并对b w f 文件猩广播领域内的应 用全国广播节蟊交换网佟了研究，对交换阙建立过程中的音 频资料数蕹毒、音频露惑药检索、音频资耩舨校懿保护黍电子交 易等蔺题作了重点讨论。本文同时探讨了b w f 文件格式的迸一 步应用，对应用中涉及的理论及需要注意的问躐都作了讨论，在 此基础上可以拓展b w f 格式的应用范围。 【关键字】b w f 格浅格式转换广播节目交换网 疆士沧文b w f i 式及应趣i 究 a b s t r a c t t h eb w f ( b r o a d c a s tw a v ef o r m a t ) w a sp u tf o r w a r db ye u r o p e b r o a d c a s tu n i o na tt h ef i r s tt i m ea n dw a su s e da saf i l ef o r m a to f b r o a d c a s t i n gp r o g r a m b w fb a s i n go nr i f f w a v ec a nr e a l i z et h e s e a m l e s se x c h a n g eo fa u d i or e f e r e n c ew i t hd i f f e r e n ts y s t e ma n d d i f f e r e n tf i l ef o r m a ta m o n gt h ed i g i t a la u d i ow o r k s t a t i o n ，w h i c h c o u l dm a k et h es h a r ea n dt h ee x c h a n g eo fa u d i or e f e r e n c ea m o n g b r o a d c a s t i n gs t a t i o n sc o n v e n i e n t i nt h el i g h to f b r o a dw a v ef o r m a t o w r ) a n dt h ep r o b l e mi na p p l i c a t i o n ，t h es t r u c t u r eo f b w f f i l ew a s s t u d i e da n dt h ef o r m a tc o n v e r s i o nw a sr e a l i z e di nt h i sp a p e r t h e a p p l i c a t i o no fb w f f i l e i nb r o a d c a s t i n gf i e l d n a t i o n a lb r o a d c a s t i n g t r a n s f e rn e t w o r kw a ss t u d i e d ，t h e r e i n , t h ep r o b l e m so ft h ed a t a b a s e o fa u d i or e f e r e n c e ，t h es e a r c ho fa u d i oi n f o r m a t i o n , t h ep r o t e c t i o no f c o p y r i g h ta n de l e c t r o n i ct r a d ew e r ed i s c u s s e di nd e t a i l 。a tt h es a m e t i m e ，t h ef u r t h e ra p p l i c a t i o no fb w ff i l ef o r m a ta n dt h ei n v o l v i n g t h et h e o r yi ni t 纛sw e l l 矬ss o m ep r o b l e m sw e r ea l s oi n v e s t i g a t e d , a c c o r d i n g t ow h i c hb w ff o r m a tc o u l db ee x p a n d e dt o f u r t h e r a p p l i c a t i o nr a n g e 。 k e y w o r d s b r o a d c a s tw a v ef o r m a t f o r m a tc o n v e r s i o n n e t w o r k o f b r o a d c a s tp r o g r a me x c h a n g e 硕士论文b w f 格式及应用研究 1 写l 言 第一章绪论 自从本世纪二十年代广播开始普及以来，作为大众传媒。广播对近代的社会 进步帮经济发展越到了巨大豹推动作用。同时，律惫瞧子传媒，广撵夯与社会发 展、科技进步息息相关，从最早的电子管到晶体管”到今天的微电子技术，从中 短波调蠛广搔到当秘雏调频立体声广攫，爰不与当时挂会的科技水平，电予产业 技术繁密相联。电税和卫星广播出现，燕广播史经掰的两次大浪潮，丽今擞界已 进入一个崭新的数华化时代，数字化技术正在深刻地政变着人们的传统观忿、生 涯方式秘工终方式，具有啦下4 方匿特鬣”的广捶数窄纯变革可以说是广攒妲霹 将经历的第三次浪潮，它必将深层次她彰响到传统的媒体业。 技术特征从模拟向数字转变； 形态特援扶较萃调的声音广簧与图像广攒，彝包含爨黻广接，鸯线无 线广播电视、交互式服务、多媒体等的综合形态过渡： 体制特征从广播、通信分离，向多种业务会聚转变： 珐能特程获室俦、教窍、娱象黢侮豹议谖，羁包含痿爨产监鹃浚阏。 数字技术，计算机及网络技术，信息技术给广播的发展带来了极大的变化。 在广播豹掰毒建覆孛罄渗逶了这些接零。激嚣懿搂攘节嚣炎瓣巍数字格式转揍， 计算机在节目的采集，制作，编辑，播出过程中的r 4 泛使用，计算机网络技术在 广播工饿系统的管理，组织，邂作方面的极大应用，以数字音频广播d a b ( d i g i t a l a u d i ob r o a d c a s t ) 鞠羧字考蘩童作彗d a w ( d i g i t a la u d i ow o r k s t a l i o n ) 按寒为锭表 的，包括网上广播技术等各种广播技术的发展和应用，使广播面临着前所束有的 巨大变革机会。 毒予这篷技术鹣发震释褒广撵领壤内的广泛应掰，丈丈毽遴了专韭电台数字 化的进程各种形式和平台的自动化播出系统的建立，和在各广播电台的威用， 各种格式音频在广接领域内的使用，丰富了广播的偻息资源和投术形式，撼离了 电台静服务质量羊日暇务种类，数据广播，两上广播已经得到了较丈发震并将会得 到更大的发展。 随麓电台数字化进程的发展和各电套数字音频瞬络系统蛇建立，电台勰对音 频资料的共享就交得现实而追切了，因此，音频资料痒的建设电台两络鲍建设， 以及系统1 - 5r n t e m e t 的互联猩更大的范围内进行资料的共享和交换，就舆有很 大的霉曙定期实用债馕丽由卡器静乎台鲍不嗣，音频穰式魄不同，越音频驺存镰鼹 硕士论文 b w f 格式及应用研究 式的研究，交换格式的统一和确定，交换或者说交易模式的研究就具有现实的价 僵。 援燕基于这撵静背聚和嚣豹，奉漾麓对b w f ( b r o a d c a s tw a v ef o r m a t ) 遮榉 种广撩诲频文件的格式进行了分析，对各种广播音频格式向b w f 格式的转换j 行了研究，并提出了b w f 音频的应用横激。 电予科技大学数字街颓实验室和北京焚夫美迪数字公司根据欧洲广播联盟 ( e b u ) 潮订懿b w f 搽磺，参慧莪垂实器壤滋裁谆了中国广援寒额磅式瓣撬熬势 获得了潺过，现在正在推进这一标准在数字密频工作站中韵逸一步应用，奉谖趱 正是基于这一目的的研究。 资源的共享和有偿交换是信息时代发展的趋势，b w f 在广播领域内的应用 蘸景嚣常广阕，对音频资料痒酶建立和耍联娃及与i n t m n c t 黥无缝连接番缀大的 意义，麓辩还可班残为努一捷建发震孛瓣蘩惠系统数字鞠书镶豹一十耋簧缀 成部分，对广播音频资源的保存，共享，再利用意义重大。 1 2 课题的实现目标 音频霹络系统麓广播数字佬豹一个震耍系统，其中鸯频瓷辩库豹建立为系 统组织了资源。在其中引入b w f 格式为帮频资料库的进一步开发利用提供了前 提和技术保障。 本课题的目标楚蜜瑗其它音频格式离b w f 格式的转换，提出基于b w f 撂式戆全国音簇蜜瓣交换痒豹疫蘑壤鳖，虢实疆音攘瓷器熬摄存，查竭，援索， 共事释交换。 1 3 本文的内容安排 第一黎；绪论 本章讲述课题的搿教背景，来源以及需要实现的目标，并对文章的内容寰 排进杼了介绍。 第二章：b w f 格式分析 撩式熬疆究是b w f 转换稻痘箱戆蘩疆帮关键。嚣戴，本章姨广簧戆发聂 和嚣雅船阀题阐述了b w f 音频文律椿式鹣产生背景，势对b w f 的理论藕格式 进行了详细的分析与研究。同时介绍了其宦为解决相同问题而做的一些努力釉尝 试，为b w f 文件格式的发展与更广泛的成用提供借鉴。 第三鼗：b w f 格式转换 葵它珞式 lb w f 撩式豹转换无殛爨重要麓，正燕这令离题嚣瑟决考篌 6 硕士论文 b w f 格式及应用研究 b w f 格式的广泛应用成为可能。本章从程序上实现了其它广播啬频格式转换成 b w f 格式，论述了该程序设计的原理，思路和具体实现。 第因章：b w f 瘟藤蒸疆 本章针对b w f 主要的成用方向齿频资料交换库研究了相关的街频 数据的数字存储、音频查询与检索、音频数据库、版权保护、音频文件交换平台 静理论，势对b w f 疲蕊中靛蠢耀骰了洋缨翡探讨。 第五章：b w f 应用研究 基于翦面的分析和研究，结合现在鲍襄际，本掌提出一种可以应用子獭藏 专韭广撩领域豹全国啻频资辩交换痒模型，戳实褒番堍台对音频瓷料靛共事辅交 换，并指出模型实现威该注意的问题。 硕士论文 b w f 格式及应用研究 第二章b w f 格式分析 2 1b w f 格式产生的背景 1 9 9 7 年e b u ( e u r o p e a nb r o a d c a s tu n i o n ) 提出了标准n 2 2 - 1 9 9 7 及其技术文 档t e c h 3 2 8 5 3 1 。该标准规定了一种专业广播领域内的数字音频文件格式 一b w f ，以及其技术要求。在中国，电子科技大学数字音频实验室、北京英夫 美迪数字技术有限公司、北京人民广播电台合同起草了类似的广播波形格式“， 并于2 0 0 0 年得到了通过。 2 1 1 现代广播的发展 广播自从二十世纪2 0 年代得到广泛应用以来，尤其是最近二十年以来，在 人类的发展过程中发挥了极大的作用，广播本身也得到了很大的发展。 从当今信息时代发展趋势来说，互联网技术，数字音频广播技术和网络技术 的发展三大趋势v ，对广播的影响是巨大的。 八十年代以来，网络技术的不断成熟及进入九十年代后，徽电子技术高 速发展带来的个人电脑的普及，使因特网以指数发展，成为当前最具活 力、发展潜力最大、对社会影响最为深远的一个技术系统。互联网的发 展使信息的采集手段获得了巨大的进步；网上实时广播的实现使广播的 覆盖范围大大增加，跨越了地域的界限；互联网的发展使在网上建立自 由电台异常的容易，没有地域的限制而且建立和运行的费用都比传统电 台来得低，这无疑形成了对传统电台的挑战。 d i g i t a la u d i ob r o a d c a s t i n g ( d a b ) 技术近年来在世界范围内不断得到稳 步的发展。从1 9 8 8 年欧洲第一次d a b 公开演示以来，e u r e k a d a b 在 标准、网络覆盖和产品等方面已取得了飞速发展。全世界已有5 1 个生 产、科研和播出部门加入了世界e u r e k a1 4 7d a b 组织，2 5 个国家已开 展和实验e u r e k a - - 1 4 7 d a b 业务。欧洲委员会所属各国已完成了全欧洲 的网络规划，并开始实施。英国，德国，法国以及其他欧洲国家都开展 了d a b 业务，在亚洲，新加坡，韩国，香港，日本等也先后开始了d a b 实验。中国已建立了广东d a b 先导网，并基本建成r 北京一廊坊一天 津d a b 广播网( 节目传输部分尚未通) ，其他有条件的地区也已开始考 硕士论文b w f 格式殷应j 圩研究 虑d a b 网的建立。由于d a b 技术其有节约频率资源，降低能耗和建设 成本的优势，同时还可提供大容量高效高可靠性的数据信息传送，在实 际推广应用中将会给传统广播业以巨大的推动作用。 计算机的应用从单机使用提高到网络应用是计算机技术发展的一个巨 大飞跃，通过网络操作系统可以使分散在一个或几个地方的众多计算机 通过网络电缆连接起来，互通信息，实现网络资源共享，从某种意义上 讲，正是计算机网络为我们架起了通向数字化信息时代的桥梁。 计算机技术，数字技术和网络技术不仅影响了广播未来的发展方向，对现阶 段广播的工艺系统和运作模式也有很大的影响l u j 。自动化播出系统和数字音频网 络系统正是现阶段各电台数字化网络化发展的重点。 数字音频网络系统大致由播出子系统，录制子系统，音频资料子系统和管理 子系统组成，这些子系统通过网络连接起来，实现节目制作播出的全数字化。理 想的音频尉络系统应是完全实现对电台整体节目运作要求的一个集成。以计算机 网络为平台实现广播节目的网上运作有着许多传统模式无法比拟的优势，一方面 可实现各种音频资料的共享，另一方面也极大地提高了节目播出质量及运作效 率，再者由于设备数量及易耗品的减少，也大幅度地降低了节目的运作成本，随 着该项技术的进一步发展完善，可望在不远的将来，广播将完全放弃原有节目运 作模式，走上用鼠标，热键做节目的运作方式上来。 图21 是一个自动化播出系统的模型，从中可以看出，计算机和网络技术已 经成为现代广播播出系统中最重要的技术。 囝2 1自动化播出系统圈 自于计掉机和网络挫术向广描锁城的极大涪述导敏广播的工岂系统与计 磷盘谗室鞲獬髂城照曛磷评就 嚣飘鬻零黼黪。 攀熬予辫薄熊魏零麟纂黼绻魏蕊瓣撩鹦舔蟪老开憨翮艨粥。邀群撩融蕊懿 梅渗赣锟运燃剿广播霞蜉瓣磐予濑域嗣鞲帮。糍黢湖。翘摊矮幽瀑筑已 髓褥擀撼广稽骥黼惹熊獭盗蛩蒸豌转纯。遮种麟缆蟪带黼躺繁渌，躺辫、 静躐、畿溯游戮黝懑瓣释麓麟，澍襻臌攀下姆谯 艇走的鞣鹰上改燮了广 撩鹤蔗悸霹武鬻泽黢。 瓣黧擎澎麟王髂然黪满管露豢割奄成黼耋簿设器胤榉熬予计嚣桃接洙。落 霓挚蒸爨可馥髓瓣辫熬缝潦乏韵能。遴诃戡遴舒g 缝憔蓟攘，辨恩既雌 馘懿攘簿搂渤豁黼，镦粼蕊薅l n 糖精娥越戮，蓊籁黉料的謦联鞘燕尊积 遴麟麟势鏊黼擞，黼戳霄蠖蒂鞫韵澍怍鞠撩擞。 赫熬瘦缀浚撩辘洙滤黼剿畿蘩绺灏。窿瓣演播拽拣愚越颦麟耀趣寨鏊予诗 颦辘熬种黼蕊港，黼爨巍辫子魄税，酵隧谯一邈褪灌生解濂德邋漩撩 黧瀵鑫掰熊夫熬熊虞，墅阐鞠藕期礁蠡时势藕。醚静，淡失剥囊麟鬻魄 镪毽缝涟鬻彳遮麟搂蕊，蜜黪了一种垒新的播如潜裁。 蒸缆臀耀燕捺键髓纯。产撩工慧黎缝瓣螯盎群鹱性。蒸予鹰黼羚蒸枫援 零瓣簿懑，蜜褥鬻裁髓瓣瑷不龊避必窿赫，也燕珂糕的。霸麓一然懿翡 褥德瀛缝黪耪疹瀑餐了蹩瀚鳃隧化赣蟪渤隧。 囊受澍髓璃数学鲞攥搏羧拳。爹蝶然技术舆裔数字能，褒腻键、炼皆性燕 炙褥赢，希默轰麦攥懑广瓣黼靛髓，憔为繁兰摁广播的d a b ，麟黪蹙 鍪蕊蕊凝学雾溱傅广攒d m b ( d i 搿t a lm u i t 删a 薛懈到e a 蜊n ，说稠t 广瓣鞴多攥瓣躺袅黎。褒瘸多艨体撞零，广撩w 怒辫礅鲡圈2 2 豹群藏 茂炎蒸绫。 晶南南南晶 i 一! ! ! 垫 l ，- p 幽 l j j _ 蕾中击 i 誊、。8r _ j 驴馐 | ；黼罴笋t 器 萋|l驴8l 阁l ；2 懿零墨攥髂广馕熏蠊潮 硕士论文b w f 格式及应用研究 全面应用计算机技术。接口标准，网络标准的一致性：通信协议，通用 文件格式，压缩系统，采样率和处理数字音频的方法资料转换和文件 结构将变得十分重要：传统模拟信号广播在2 1 世纪仍将存在相当长时 间，新老方式的并存是必然的；要非常注意系统的兼容性。 2 1 2 发展中的问题 从广播的普及到现在，其历史已经有了8 0 多年，技术与音频格式也经过了 很多的发展，随着现代信息技术的发展，出现了一些问题。 几十年的积累，各种广播资料容量极其丰富，包括各种格式，各种内容 的。广播人越来越意识到，所有这些资料的保存，是一个问题。同时这 些不同格式，包罗万象的资料具有极大的再利用价值。 计算机技术，网络技术的发展一方面使广播技术得到了极大的丰富和发 展，各种广播技术得到应用，各种格式的音频文件用于广播各种不同 的系统和平台组成自动播出系统和音频工作站另一方面，网络发展的 一大驱动力就是可以在更大的范围内实现信息的共享，系统和音频格式 的不兼容已经成为了广播发展的障碍。 随着国际互联网络的发展，广播越来越走向大众化。网上自由电台的建 立和运行越来越容易和廉价，这迫使专业广播电台提供更多样和更好的 服务，统一音频资料库的建立可以促进达到这样的目的。 2 1 3 问题的解决 数字技术，计算机技术和网络技术为解决这些问题提供了条件，使这些问题 的解决成为可能，而发展的需要又使解决这些问题成为必然。 数字技术和计算机技术的发展与广泛应用可以很方便的把模拟的音频 信号转换为数字信号，现在存储技术的发展又为大容量的数字信号的保 存，加工。检索提供了条件。 网络和数据库技术发展很快，广播音频数据库的建设，音频资料的共享 成为现实可能。 至此，各种音频格式和广播系统的不兼容已经成为音频资料共享和无缝交换 必须要解决的问题。正是在这样的形势下，欧洲广播联盟e b u 为了解决这个问 题，于1 9 9 7 年制订了关于b w f 文件格式的标准，并得到了许多电台和设备制 造厂家的支持。备个国家也都制定出自己的文件交换格式，但无疑b w f 是虽引 人注日的。 硕士论文 b w f 格式及应用研究 2 1 4 小结 由于广播领域技术的发展，计算机技术网络技术向广播领域全面渗透，广 播数字化的进程发展很快，广播音频资料的共享要求越来越迫切，系统、文件格 式的不兼容成为了阻碍广播进一步发展的因素。为此，e b u 提出了广播音频资 料文件交换的标准b w f ( b r o a d c a s tw a v ef o r m a t ) ，并得到了许多设备制造商和使 用者的支持。下一节简单介绍b 、v f 格式文件标准。 2 2b w f 文件结构分析 2 2 1 概述 b w f ( b r o a d c a s tw a v ef o r m a t ) 格式最开始是e b u 的p d a p a 【，1 计划( p r o i e c t o fd i g i t a l a u d i o p r o d u c t i o n a n d a r c h i v i n g ) 中提出来的。目的是为了以一种规范化 的文件格式为电台节目材料在各音频工作站之间的交换提供一种手段。这种交换 的主要困难存在于三点。 不同计算机平台上音频文件格式的不同； 各设备制造厂家选择的操作系统不同； 伴随着音频数据的大量元数据的保存。 作为一种使各种格式兼容的技术选择b w f 保持中立的设计原则，不偏向 于任何一种设备和制造商。推荐设备制造和使用中把b w f 格式作为本地文件的 格式，但是这种要求不是强制性的，可以以任何格式作为本地文件格式：展简单 的要求是在设备上实现本地文件格式向b w f 的转换以进行节目的交换。这种 转换可以是实时的，也可以事先转换后存放在目的机上。 自从计算机引入音频领域以来，人类对音频的处理能力得到了很大的进步。 多种格式的音频都可以在计算机上进行编辑处理，在这个基础上，许多格式的音 频文件在计算机上得到应用。其中微软的r i f fw a v e 文件应用范围最广，显现 出其即将占据统治地位的趋势。 w 蚶，e 文件是基于块结构的，支持多种格式的音频，如线性p c m ，m p e g ， 也支持多种采样率和数据率，支持多声道。p u f f 容许在w a v e 文件中插入关于 文件信息的其它私有数据块，兼容r i f f 标准的应用程序可以读出并解释这些信 息块，而不符合r i f f 标准的应用程序可以忽略和不必解释运行这些私有信息块， 碛士论冀 b w f 播式1 瑟疯掰蟒究 不影响啬频数据的质量。r i f f 标准的这个特点使得w a v e 文件容易得到扩展以 存储更多的信息。 b w f 芷是剥用w a v e 文件的这个特点，采用在w a v e 文件中加入私寂数据 琰b e x t ( 广疆毒菝扩震块) 豹方式实瑗对文转懿扩矮，迭篓l 鼹广攘誊羰交转格 式进杼规范的强的。套设餐制造商和使用者不盛使用b w f 律为本地文 警楱式， 而只魁在需要进行节目交换的时候进行一个格式的转换就可以了。 瞄前b w f 格式文件只采用了p c m d m p e g - i 两种编码方式的音频文件，以后 可望兼窖其它编码方式的酱颇文件。每个b w f 文件犬约可以存储4 g b 的数据，相 应予大线性立体声信号( 1 6 b i f f 4 8 k h z ) 大约6 小时，( 2 4 b i t 4 8 k h z ) 4 小孵，这样懿 数攥爨瓣过去囊专摸撼爨毒豹数字建毒赭蘩楚充分豹。 辩予p c m ，只需在骤始w a v e 文件上强制添加一个广播酱颇扩展块 。和其它可选择的信崽块”“，为音频文件糖供更多 的信息，由这些数据块和凿频数据块一起构成b w f 文件。而对于m p e o 格式的 音频文件还需要增加m p e g 格式需要的实际数据块f a c t 和m p e g 音频扩展数 攥淡，绘应用程序解释音频交接提供进一步翡信息。 2 2 2 广播波形格式( b w f ) 文件组成 如前所述，广播波形格式( 8 w f ) 文件是由一系列的块组成，其结构如瞬2 3 所零。 整2 ，3g 孵文箨缝镌羁 b w ? 文件强翱性韵戳微软r i f f 豹文箨头开始，对于w a v e 文件遂肖w a v e 标识符，b w f 文件尽可能的利用r i f f 文件的结构。所有的w a v e 文件至少包 硕士论文 丑_ w f 格式蔑嶷瓣蟒完 含两种头结构： 包含编码信息的格式块，指导应用程序如何解释音频数据。 包含音频数据的数据块。 对手b w f 文 牛来说，至少毽含下残鼗据块。粥予表2 - 1 中； 赢2 1b 鬻f 文等数疆块 数据块名称数据块英文名数拶块描述备注 义件头 广播啻额扩展块 格式鼓螽映 实际数据块 r i f f 的文件头及w a v e 文件强制 r j f “w a v e ) w a v e 标识符 性的文件头 b e x t ( )息必须静数搬块 考频绥孽瓣捂式 w a v e 交黪瓣梧 f m t ( f m t ( ) 其中结构 定义为： s t r u c t l w o r dw f o r m a t t a g ； w o r dn c h a n n e l s ； d w o r d n s a m p l e p e r s e c ； d w o r dn a v g b y t e s p e r s e c ； w o r dn b l o c k a l i g n ； w a v e 文件各字段的具体说明见表2 - 2 。 表2 2w a v e 格式数据块字段说明 数据字段数据说明 备注 w a v ef o r m a tp c m 或者 w f o r m a l t o g 表日f l w a v e 文件的格式种类w a v ef o r m a tm p e g n c h a n n e l s波形数据使用的声道数单声道是1 ，立体声是2 n s a m p l 搬 各通道回放的采样频率 n a v g s y t e s p e r s o e 每秒平均的字节数回放软件据此预测缓冲区大小 n b l o e k a l i g n 波形数据的块对齐校准用于实现缓冲区的对齐校准 包含了零个或更多个的参数 如果 q 。的 字段被设置为w a v e _ f o r m a t _ p c m ，则 波形数据都是以脉冲编码调制p c m 格式表示的。 对于p c m 波形数据， s t r u c t w o r dn b i t s p e r s a m p l e ； 字段表示每个通道每次采样数据的比特数如果是多个通 道，则每个通道的采样大小是一样的。 硪士 皂盅 b w f 格式及应疆研究 鬟霓，鞋p c m 蘩据嚣喜，班事公装袋立： 铂越夸玛穗s r 鼢( ) 趣 譬段被设置为w a v ef o r m a tn p e o ，则 波形数据是以m p e g 格式表示韵。 对于m p e g 格式波形数据， 定义不同于p c m 格式波 形数据具体结构将在本章后面分析。 2 3 3 音频数据块 音颤数据块是音频文律的声誉序列，是所畜音颤文件必须有斡部分。理论上 来说，文终豹羲据袭可馥班长意的联謦缀缀，霓其露j 零枣戆音频文箨来说，毽 是j l 重大匏文释，包含了声考售慧鹣数攘嫒教在声音穿爨之蘸更有意义。 音叛数据块数据包的缀绫帮存辖撩武和音频文 孛豹编码方式戳及渡影数据 的格式有关，因此，在读取啻频数据块数据之前，所有嚣这些信息都需要提供绘 应用程序，应用程序解释这些信息熨现声音的正确回放。 2 3 4 其它数据块 除了p c m 格式的波形数据以外，所有新定义的w a v e 类型都必须包含个 实际数据块( ) 和一个扩展灼包含波形格式描述的格式数据蟪 ( ) 。w a v e 格式还支持冀京可选数据块啦携带特殊信息，这些数据块 在b w f 文悴孛被看俸私有块，被不筑瓣释窀髓瓣虚用程守所忽略。 爨上熬数据袭蒋会在本牵翔翳魍m p e g 音菝鸷或b w f 文锌孛落甥。 2 。4b w f 文谗数据块努耩 2 4 1 广播音频扩展块 广播音频扩展块是每个b w f 文件都必须有的数据块，数据块结构定义为 s t r u c t f d w o r dc h i d ； d w o r dc h s i z e ： b r o a d c a s t e x tc h d a t a ； 硕士论文b w f 格式厦应用研兜 j 其中，c h i d 是广播音频扩展块的标识符号，为四字编码，c h i d = b e x t ；c h s i z e 是广播音频扩展数据块的长度；b r o a d c a s te x t 是广播音频扩展块的数据 域，其结构定义如下： t y p e d e f s t r u c tb r o a d c a s t _ a u d i oe x t e n s i o n c h a rd e s c r i p t i o n 【2 5 6 1 ； c h a ro r i 画n m o r 【3 2 ； c h a ro r i g i n a t o r r e f r e n e c e 【3 2 ； c h a ro d g i n a t i o n d a t e 【1 0 1 ； c h a ro r i g i n a t i o n t i m e 【8 】； d w o r dt i m e r e f e r e n e c e l o w 【 ， d w o r dt i m e r e f e r e n c e h i 曲m w o r dv e r s i o n 【】； c h a rr e s e r v e d 【2 5 4 ； c a rc o d i n g h i s t o r y ； ) b r o a d c a s t e x t 可见，广播音频扩展块采用了精简的域设置，以保存所有广播应用都需要的 与音频文件相关的信息，但是所有这些信息不负责对声音信息的解释，也就是说 应用程序在回放声音的时候不用读取这一部分信息。为了更清楚的了解数据块的 结构和保存的数据，把所有的数据域和相关说明列于表2 - 3 中关于其中编码历 史的算法列于表2 - 4 中。 表2 - 3 广播音频扩展块字段说明 数据字段数据说明备注 d e s c r i p t i o n 包含声音序列的描述a s c i i 码，2 5 6 个字符 包吉音频文件的创作人或者a s c i i 码。3 2 个字符不足用空 o r i g i n a t o r 出品人的说明字符填充 包含明确的发起组织的有关a s c i i 码，3 2 个字符，不足用空 o r i g i n a t o r r e f e r e n e c e 说明字符填充 o r i g i n a t i o n d a t e o r i g i n a t i o n t i m e t i m e r e f e x n e c e l o w t i m e r e f e r e n e e e h i 【g i i v e r s i o n r e s e r v e d c o d i n g h i s t o r y 包含音频序列的生成日期 包含音频序列产生的时间 参考时间字段低位 参考时间字段高位 b w f 的版本号，特别指保留 字段的内容 保留字段 编码历史，记录每次编码的 处理过程 a s c i i 码格式为年一, q - 1 9 ( y y y y r m - d d ) a s c i i 码，格式为：时一分一秒 膈于精确地产生时间码 无符号的二进制数，初始设置 为0 为扩展保留的，2 5 4 字节，初始 设置为空 以回车符c r i 。f 结尾的a s c f i 字 符串 顽士论文b w f 格式及应用研究 表2 _ 4 编码历史语法表 参数变懿率( 可选僮)单位备注 a = f w l1 0 0 0 ，2 2 0 5 0 ，2 4 0 0 0 ， 采样频率3 2 0 0 0 ，4 4 1 0 0 4 8 0 0 0 赫兹 h z 】 千比特簿秽声 b - - c h m m e l j 仅对于m p e g 编码 对m p e g 而亩，是指 输入m p e g 编粥器的 字长 w = 比特 b i t s 】p c m 码的字长 m - - t = 号 关于表2 - 3 中广播誊频扩展块的数据内容，以下需要附加说明： l 。d e s c t i p r i o r i 鸯声鹰廖捌挺袋说明，黥予寿些应蠲程謦舞萋鬟供楚短说鹱， 所以可以用开始的“个字符作简短说明，剩余1 9 2 个字符用作详细说 明。 2 r e s e r v e d 字段悬专为b w f 扩展保留的，因此如巢版本字段的值为0 ， 那么这个字段2 5 4 个字节就必须竣为n u l l ( 空) 馕。 3 c o d i n g 珏i s t o r y 字毅记录编羁熬掰囊，字符事的语法鲤寝2 4 。 2 4 2m p e g 音频扩展块 广撵啻频扩震块莛每个b w f 文 孛都鸯翳数摇头，霹乎线愁p c m 壤鸥楱式 豹广播蓊频w a v e 文释，强霈要增加这个数据块就可班构藏符禽标准的b w f 文 件，当然，也可以定义其宦的数据块以携带藏者指向某些应用所需的特定数据， 广播音频扩展块本身也为扩展预留了空间。 蕊对予m p e g 音频，耍用b w f 文件来传送的话，还蒜要增加以下薅患： m p e g 音频扩栽数据妥 格式数据块的扩殿 实际数据块 图2 5 表示了m p e g 裔额构成的b w f 文件的结构。下面逐个分析以上这贱 数攥块的络梅积各字段的定义帮描述。 硕士论文 b w f 格式厘应用研究 图2 5b w f - m p e g 文件结构图 m p e g 音频扩展数据块的结构定义如下： s t l - u c t d w o r d c k i d ； d w o r dc k s i z e ； m p e ge x tc k d a l a ； ) 其中g k d 是该数据块的标识符，为四字编码，c k t d = m e x t ；c k s i z e 是该数据 块长度，e k s i z e = 0 0 0 c ：m p e g _ e x t 是m p e g 音频扩展数据块的数据域，它是 一个类型为m p e g _ a u d i o _ e x t e n s i o n 的数据结构，其结构定义如下： t y p e d e f s t r u c tm p e ga u d i o _ e x t e n s i o n w o r d s o u n d l n f o r m a t i o n ： w o r df r a m e s i z e ! w o r d a n c i l l a r y d a t a l e n g t h ： w o r d a n c i l l a r y d a t a d e f ： c h a rr e s e r v e d 4 】： ；m p e g e x t 结构字段的具体定义和描述如表2 - 5 。 珂i t 论文 b w f 椿t 艟应用研究 表2 - 5m p e g 音频扩展数据块字段说明 数据字段数据说明 s o u n d l n f o r m a t i o n附加声音信息 f r a m c s i z e每帧长度 a n c i l l a r y d a t a l e n g t h 辅助数据的长腹 a n c i l l a r y d a t a d c f 辅助数据的类型 r e s e r v e d 保留字段 备注 1 6 比特数表示声音文件附加信息 1 6 比特教表示声音文件中个正常帧的长度 1 6 比特数表示声音文件中辅助数据的盛小字节长压 1 6 比特数指定辅助数据的内容 保留待用，设为空 m p e g 音频扩展数据块l d e x t 为m p e o 编码格式的音频文件在构成b w f 文件时提供声音序列的附加信息，方便应用程序解释回放音频文件。 2 4 3m p e g 音频格式扩展块 由m p e g 音频组成的b w f 文件，除了有m p e g 音频扩展数据块以外，还 必须包括格式数据块的扩展w a v e _ f o r m a t _ m p e g t 定义为： # d e f i n e r a f o r m a tm p e g o x 0 0 5 0 ) t y p e d e fs t r u c tw a v ef o r m a tm p e g r a v e f o m a t e xw f x ； w o r d f w h e a d l a y e r ； d w o r d d w h e a d b i t r a t e ； w o r df w h e a d m o d e ； w o r df w h e a d m o d e e x t ； w o r d w h e a d e m p h a s i s ； w o r d v e a d f l a g s ； d w 研m d w p t s l o w ； d w o r d d w p t s h i g h ； jw 舰f c i r m n n 瓜e g 对m p e g 音频，b w f 文件的格式数据块，也就是w a v e 文件的格式数据块 相应的要扩展，以上结构定义中的w a v e f o r m a t e x 采用格式数据块结构，只 是字段w b i t s p e r s a m p l e 不用，设为0 ，格式数据块的w f o r m a t t a g 应置为 w a v ef o r m a tm p e g 0 x 0 0 5 0 1 。m p e g 音频的w a v e f o r m a t e x 各字段说 明如表2 - 6 ，扩展数据块的其它各字段的详细说明如表2 7 。 硕上论文b w f 格式厦应用研究 2 4 4 实际数据块 除了w a v e _ f o r m a t _ p c m 格式的所有w a v e 格式，都有实际数据块，储 存了w a v e 数据内容的相关信息，通常以采样个数为单位表明数据的时问长度。 表2 - 6m p e g 格式数据块说明 数据字段数据说明 备注 应置为 w f o r m a t t a g 音频文件格式 w a v ef o r m a t m p e g o x 0 0 5 0 n c h a x m e l s 波形数据通道数 单声道l ，立体声2 采样频率：3 2 0 0 0 如采用频率是变化的，该字段置为 n s a m p l e s p e r s e c 4 4 1 0 0 ，4 8 0 0 0 h z 等0 如果比特率是变化的，可能不是一 n a v g b y t e s p e r s e c 平均数据率个合法的m p e g 比特率 音频数据块中的校准固定帧长的音频该值等于帧长，变 n b l o c k a l i g n 对齐值换帧长的音频该值设为1 每个通道每次采样数 w b i t s p c r s a m p l e 据的比特数不用，设为0 c b s i z t 扩展信息的字节数如果没有增加字段，为e o x 0 0 1 6 表2 7m p e g 格式扩展字段说明 数据字段数据说明 备注 f w h e a d l a y e r m p e g 音频压缩级 d w h c a d b i l a a t e数据比特率 舳h e a d m o d e f w h e a d m o d e e x t f w h e a d e m p h a s i s 码流的模式 包含了联合立体声编 码的某些附加参数 提供编码器所需的预 加重信息 a c m _ m p e g _ l a y e r i ：i 层：a c mm p e g l y 职2 ：2 层；a o a _ z o e g - l a y e r 3 ：3 层 应是符合m p e g 标准的有效比特率，如是变 化的置为0 a c mm p e gs t e r e o ：立体声； a c mm f e g j o i n t s t e r e o ：联合立体声； a c mm p e gd u a l c h