使用 C 编写 wav 文件期间的量化噪声

Posted 2023-02-25

【中文标题】使用 C 编写 wav 文件期间的量化噪声

【英文标题】：Quantization noise during writing wav file using C

【发布时间】：2018-06-18 11:23:28

【问题描述】：

我只是想编写一个用于读写 Wav 文件的库（只需要它用于音频处理），​​就像测试一样，我从 Wave 文件中读取样本将它们转换为双精度（只需将它们标准化为 -1 ~ 1），除了将它们转换回整数，根据每个样本的位数（假设 Wav 文件每个样本有 N 位，我将它们除以 2^(N-1)-1 并在之后乘以相同的因子恢复它）

但问题是，我得到一个带有背景噪音的 wav 文件（id 说它看起来像量化噪音），我不知道为什么，你能帮我找出来吗？

图书馆在这里：https://pastebin.com/mz5TWMPN 头文件为：https://pastebin.com/Lr2tbmnv

一个演示主要功能是这样的：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include "wavreader.h"

#define FRAMESIZE 512

int main()


    FILE *fh;
    FILE *fhWrite;
    struct WavHeader * header;
    struct WavHeader * newHeader;
    double frame[FRAMESIZE];
    int iBytesWritten;
    int i;
    char test;
    fh = fopen("D:/ArbeitsOrdner/advanced_pacev/Audiosample/spfg.wav", "rb+");
    if (fh == NULL)
    
        printf("Failed to open organ.wav\n");
        return 1;
    

    fhWrite = fopen("D:/ArbeitsOrdner/MyC/test_organ.wav", "wb+");
    if (fhWrite == NULL)
    
        printf("Failed to create test_organ.wav\n");
        return 1;
    

    header = readWaveHeader(fh);
    printWaveHeader(header);

    newHeader = createWaveHeader(header->iChannels, header->iSampleRate, header->iBitsPerSample);
    WaveWriteHeader(fhWrite, newHeader);

    while (WaveReadFrame(fh, header, FRAMESIZE, frame) != -1)
    
        iBytesWritten = WaveWriteFrame(fhWrite, newHeader, FRAMESIZE, frame);
        if (iBytesWritten < 0)
        
            printf("Error occured while writing to new file\n");
            return 1;
        
        

    WaveWriteHeader(fhWrite, newHeader);

    fclose(fhWrite);
    fclose(fh);

    return 0;

【问题讨论】：

i divided them through 2^(N-1)-1 除以二的幂（右移）对我来说似乎更自然。

好吧，由于c不直接支持^功能，左移是最快的方法。但他们都做你知道的事情

当您将样本相除然后相乘时，您不会丢失一些有用的信息吗？可以显示这些操作吗？

在理想情况下，因为我没有额外的操作，我不会丢失任何信息，因为样本是离散的，它们只有2^N级，所以标准化它们应该是可以的，因为你不会得到像 1.2/(2^(N-1)-1) 这样的东西，因为它们已经是离散的，因此将它们与基数相乘也应该可以这样。但实际上由于浮点的系统错误（不确定性），是的，有可能丢失信息。

【参考方案1】：

感谢您查看此帖子。我自己发现了问题，就是我使用 char 而不是 unsigned char 来处理原始数据（原始字节）。通过将它们转换为 int16 或 int32，我没有考虑符号位。这意味着它们在转换过程中的值并不完全相同。

解决方案是： 要么保留签名字符并使用：

buffer[i] & 0xff

获取正确的原始数据进行转换，或将 char 类型更改为 unsigned char：

unsgiend char * buffer;