虽然 PHP 以构建网页和应用程序而闻名，但它的功能远不止于此。我最近需要动态地从 WAV 文件中提取一段音频，并允许用户通过浏览器下载。我尝试寻找符合我需求的库，但没有成功，不得不自己编写代码。这是一个深入研究 WAV 文件结构的好机会。在这篇文章中，我将简要概述 WAV 文件格式，并解释我开发的库：Audero Wav Extractor。

关键要点

• 波形音频文件格式 (WAV) 是微软用于存储数字音频数据的标准，由表示音频文件不同部分的块组成。“RIFF”、“Fmt”和“Data”是最重要的块。
• Audero Wav Extractor 是一个 PHP 库，允许从 WAV 文件中提取片段。它需要 PHP 5.3 或更高版本，可以将片段保存到本地硬盘、通过用户的浏览器下载或将其作为字符串返回以供以后处理。
• Audero Wav Extractor 库包含 downloadChunk()、saveChunk() 和 getChunk() 等方法来管理提取过程。每种方法都需要提取片段的起始和结束时间参数。
• WAV 文件的持续时间可以使用以下公式计算：time = dataChunkSize / (sampleRate * channelsNumber * bitsPerSample / 8)。此信息以及其他重要数据可以从 WAV 文件的“Data”和“Fmt”块中检索。

WAV 格式概述

波形音频文件格式，也称为 WAVE 或 WAV，是微软用于存储数字音频数据的文件格式标准。WAV 文件由一组不同类型的块组成，这些块代表音频文件的不同部分。您可以将此格式想象成 HTML 页面：第一个块就像网页的

部分，因此在其中您可以找到有关文件本身的几条信息，而包含音频数据本身的块则位于页面的

部分。在这种情况下，“块”指的是文件中包含的数据部分。最重要的格式块是“RIFF”，它包含文件的字节数；“Fmt”，它包含采样率和声道数等重要信息；以及“Data”，它实际上包含音频流数据。每个块至少必须有两个字段：id 和大小。此外，每个有效的 WAV 至少必须有两个块：Fmt 和 Data。第一个通常位于文件的开头，但在 RIFF 之后。每个块都有其自己的格式和字段，并且一个字段构成块的子部分。WAV 格式过去未被充分指定，这导致文件具有不严格遵循规则的标头。因此，当您处理音频时，您可能会发现一个文件具有一个或多个字段，甚至最重要的字段设置为零或错误的值。为了让您了解块内部的内容，每个 WAV 文件的第一个块是 RIFF。其前 4 个字节包含字符串“RIFF”，接下来的 4 个字节包含文件大小减去这两个数据部分使用的 8 个字节。RIFF 块的最后 4 个字节包含字符串“WAVE”。您可能会猜到这些数据的目的是什么。在这种情况下，您可以使用它们来识别您正在解析的文件实际上是否是 WAV 文件，就像我在库的 Wav 类中 setFilePath() 方法中所做的那样。另一个需要解释的有趣的事情是如何计算 WAV 文件的持续时间。您需要的所有信息都可以从前面提到的两个必须的块中检索，它们是：数据块大小、采样率、声道数和每样本位数。计算文件时间（以秒为单位）的公式如下：

time = dataChunkSize / (sampleRate * channelsNumber * bitsPerSample / 8)

假设我们有：

dataChunkSize = 4498170
sampleRate = 22050
channelsNumber = 16
bitsPerSample = 1

将这些值应用于公式，我们得到：

time = 4498170 / (22050 * 1 * 16 / 8)

结果是 102 秒（四舍五入）。深入解释 WAV 文件的结构超出了本文的范围。如果您想进一步研究它，请阅读我在处理这个问题时遇到的这些页面：

• https://ccrma.stanford.edu/courses/422/projects/WaveFormat/
• http://www-mmsp.ece.mcgill.ca/documents/AudioFormats/WAVE/WAVE.html

Audero Wav Extractor 是什么

Audero Wav Extractor 是一个 PHP 库，允许您从 WAV 文件中提取片段。您可以将提取的片段保存到本地硬盘、通过用户的浏览器下载或将其作为字符串返回以供以后处理。该库的唯一特殊要求是 PHP 5.3 或更高版本，因为它使用命名空间。库的所有类都在 WavExtractor 目录中，但您会注意到还有一个额外的 Loader 目录，您可以在其中找到库的自动加载器。开发人员的入口点是 AuderoWavExtractor 类，它具有项目中的三个主要方法：

• downloadChunk()：下载片段
• saveChunk()：将其保存到硬盘
• getChunk()：将片段作为字符串检索

所有这些方法的前两个参数都相同：$start 和 $end，它们分别表示要提取的部分的起始和结束时间（以毫秒为单位）。此外，downloadChunk() 和 saveChunk() 接受可选的第三个参数来设置提取片段的名称。如果未提供名称，则该方法会自行生成一个名称，格式为“InputFilename-Start-End.wav”。在 WavExtractor 目录中，有两个子文件夹：Utility，包含具有某些实用程序方法的 Converter 类；以及 Wav。后者包含 Wav、Chunk 和 ChunkField 类。第一个，正如您可能预期的那样，表示 WAV 文件，它由一个或多个块（Chunk 类型）组成。此类允许您检索 WAV 标头、音频持续时间和其他一些有用的信息。它最重要的方法是 getWavChunk()，该方法通过读取文件中的字节来检索指定的音频部分。Chunk 类表示 WAV 文件的一个块，它由 Chunk 文件夹中包含的专用类扩展。后者不支持所有现有的块类型，只支持最重要的块类型。未识别的部分由通用类管理，并在整个过程中被简单地忽略。最后描述的类是 ChunkField。正如我指出的那样，每个块都有其自己的类型和字段，并且每个字段都有不同的长度（以字节为单位）和格式。这是一个非常重要的信息，因为您需要传递正确的参数才能使用 PHP 的 pack() 和 unpack() 函数正确解析字节，否则您将收到错误。为了帮助管理数据，我决定将它们包装到一个类中，该类保存每个字段的格式、大小和值。

如何使用 Audero Wav Extractor

您可以通过 Composer 获取“Audero Wav Extractor”，将以下几行添加到您的 composer.json 文件中并运行其安装命令：

"require": {
  "audero/audero-wav-extractor": "2.1.*"
}

Composer 将下载并将库放在项目的 vendor/audero 目录中。或者，您可以直接从其存储库下载库。要提取片段并强制下载到用户的浏览器，您将编写类似于以下代码的代码：

downloadChunk($start, $end, $outputFile);
  echo "Chunk extraction completed. ";
} catch (Exception $e) {
  echo "An error has occurred: " . $e->getMessage();
}

在第一行中，我包含了 Composer 自动加载器，然后设置了我将要使用的值。如您所见，我提供了源文件、包括文件名在内的输出路径以及我想提取的时间范围。然后，我创建了一个 AuderoWavExtractor 的实例，将源文件作为参数，然后调用 downloadChunk() 方法。请注意，因为输出路径是通过引用传递的，所以您始终需要将其设置为变量。让我们看另一个例子。我将向您展示如何选择时间范围并将文件保存到本地硬盘。此外，我将使用项目中包含的自动加载器。

saveChunk($start, $end);
  echo "Chunk extraction completed.";
} catch (Exception $e) {
  echo "An error has occurred: " . $e->getMessage();
}

除了加载器配置之外，该代码片段与之前的代码片段非常相似。事实上，我只做了两个更改：第一个是调用的方法，saveChunk() 而不是 downloadChunk()，第二个是我没有设置输出文件名（它将使用前面解释的默认格式）。

结论

在这篇文章中，我向您展示了“Audero Wav Extractor”以及如何轻松地从给定的 WAV 文件中提取一个或多个片段。我为一个工作项目编写了该库，该项目要求使用非常狭窄的磁贴集，因此如果 WAV 或其标头严重损坏，则该库可能会失败，但我编写了代码以尝试在可能的情况下从错误中恢复。随意使用存储库中包含的演示和文件，因为我已经在 CC BY-NC 3.0 许可下发布了它。

(以下为原文FAQ部分的伪原创，保持了原意，并对语言进行了调整)

关于从 WAV 文件中提取片段的常见问题解答 (FAQ)

如何提取 WAV 文件的特定部分？

要提取 WAV 文件的特定部分，您需要使用像 Audacity 这样的音频编辑软件。在 Audacity 中打开 WAV 文件，使用选择工具选择要提取的部分，然后从“文件”菜单中选择“导出选择”。然后，您可以将选定的部分保存为新的 WAV 文件。

我可以用编程语言从 WAV 文件中提取数据吗？

是的，您可以使用像 Python 这样的编程语言从 WAV 文件中提取数据。可以使用诸如 scipy.io.wavfile 和 wave 之类的库来读取 WAV 文件并提取数据。然后，您可以根据您的需求操作这些数据。

如何从音频文件中提取秘密信息？

从音频文件中提取秘密信息涉及一个称为隐写术的过程。此过程涉及将信息隐藏在非秘密文本或数据中。有各种软件和工具可以帮助您从音频文件中提取隐藏的消息。

我可以从 WAV 文件中提取一个说话的声音或一个人说话的声音吗？

从 WAV 文件中提取一个声音是一项复杂的任务，它涉及音频源分离或语音分离。这可以使用高级信号处理技术和机器学习算法来实现。像 Audacity 这样的软件可以在一定程度上有所帮助，但是对于更复杂的任务，您可能需要使用更高级的工具或服务。

R 中哪个函数从 WAV 文件中提取 dB 值？

在 R 中，您可以使用 tuneR 包来读取 WAV 文件并提取数据。readWave() 函数可用于读取 WAV 文件，生成的物体可用于访问 dB 值。但是，您可能需要使用适当的数学公式将振幅值转换为 dB。

如何从 WAV 文件中提取频率信息？

从 WAV 文件中提取频率信息涉及对数据执行傅里叶变换。这可以使用 Python 中的 numpy 库或 R 中的 fft 库来完成。傅里叶变换的结果将为您提供音频信号的频率分量。

我可以从 WAV 文件中提取元数据吗？

是的，您可以从 WAV 文件中提取元数据。这可能包括采样率、位深度、声道数和持续时间等信息。这可以使用各种编程语言中的音频处理库来完成。

如何从 WAV 文件中提取多个部分？

要从 WAV 文件中提取多个部分，您可以使用像 Audacity 这样的音频编辑软件。您可以选择要提取的每个部分并将其导出为新文件。此过程可以针对要提取的每个部分重复进行。

我可以从视频文件中提取音频并将其保存为 WAV 文件吗？

是的，您可以从视频文件中提取音频并将其保存为 WAV 文件。这可以使用视频编辑软件或转换工具来完成。此过程涉及打开视频文件、提取音频轨道并将其保存为 WAV 文件。

如何将 WAV 文件转换为另一种音频格式？

要将 WAV 文件转换为另一种音频格式，您可以使用音频转换软件或工具。这些工具允许您打开 WAV 文件并将其保存为另一种格式，例如 MP3、FLAC 或 AAC。转换过程通常涉及选择输出格式并设置所需的质量或比特率。