使用python读取wav格式文件

1、wav格式文件

  WAV为微软公司（Microsoft)开发的一种声音文件格式，它符合RIFF(Resource Interchange File Format)文件规范，用于保存Windows平台的音频信息资源，被Windows平台及其应用程序所广泛支持，该格式也支持MSADPCM，CCITT A LAW等多种压缩运算法，支持多种音频数字，取样频率和声道，标准格式化的WAV文件和CD格式一样，也是44.1K的取样频率，16位量化数字，因此在声音文件质量和CD相差无几！ WAV打开工具是WINDOWS的媒体播放器。
  通常使用三个参数来表示声音，量化位数，取样频率和采样点振幅。量化位数分为8位，16位，24位三种，声道有单声道和立体声之分，单声道振幅数据为n*1矩阵点，立体声为n*2矩阵点，取样频率一般有11025Hz(11kHz) ，22050Hz(22kHz)和44100Hz(44kHz) 三种，不过尽管音质出色，但在压缩后的文件体积过大！相对其他音频格式而言是一个缺点，其文件大小的计算方式为：WAV格式文件所占容量（B) = （取样频率 X量化位数X 声道） X 时间 / 8 (字节= 8bit) 每一分钟WAV格式的音频文件的大小为10MB，其大小不随音量大小及清晰度的变化而变化。
  WAV是最接近无损的音乐格式，所以文件大小相对也比较大。

2、使用python读wav文件

import wave 用于读写wav文件。
它提供了一个方便的WAV格式接口。
但是不支持压缩/解压缩，支持单声道/立体声。
读取格式：
open(file[, mode])
如果file是一个字符串，那么就打开文件，不然就把它当做一个类文件对象。
mode是可以缺省的，如果输入的参数是一个类文件对象，那么file.mode将会作为mode的值。
mode可选参数如下：
‘r’, ‘rb’

Read only mode.

‘w’, ‘wb’

Write only mode.

注意不能同时完成读/写操作

3、wav文件读操作

4、代码实现

import wave  
import numpy as np
import pylab as plt 

#打开wav文件 ，open返回一个的是一个Wave_read类的实例，通过调用它的方法读取WAV文件的格式和数据。
f = wave.open(r"E:\练习\音频信号处理\Spectrum_analysis\night.wav","rb")
#读取格式信息  
#一次性返回所有的WAV文件的格式信息，它返回的是一个组元(tuple)：声道数, 量化位数（byte单位）, 采  
#样频率, 采样点数, 压缩类型, 压缩类型的描述。wave模块只支持非压缩的数据，因此可以忽略最后两个信息
params = f.getparams()  
nchannels, sampwidth, framerate, nframes = params[:4]
#读取波形数据  
#读取声音数据，传递一个参数指定需要读取的长度（以取样点为单位）  
str_data  = f.readframes(nframes)  
f.close()
#将波形数据转换成数组
#需要根据声道数和量化单位，将读取的二进制数据转换为一个可以计算的数组  
wave_data = np.fromstring(str_data,dtype = np.short)
#将wave_data数组改为2列，行数自动匹配。在修改shape的属性时，需使得数组的总长度不变。
wave_data.shape = -1,2
#转置数据
wave_data = wave_data.T
#通过取样点数和取样频率计算出每个取样的时间。
time=np.arange(0,nframes)/framerate
#print(params)  
plt.figure(1) 
plt.subplot(2,1,1)  
#time 也是一个数组，与wave_data[0]或wave_data[1]配对形成系列点坐标
plt.plot(time,wave_data[0])  
plt.subplot(2,1,2)  
plt.plot(time,wave_data[1],c="r")  
plt.xlabel("time")  
plt.show() 

  通过fromstring函数将字符串转换为数组，通过其参数dtype指定转换后的数据格式，由于我们的声音格式是以两个字节表示一个取样值，因此采用short数据类型转换。现在我们得到的wave_data是一个一维的short类型的数组，但是因为我们的声音文件是双声道的，因此它由左右两个声道的取样交替构成：LRLRLRLR….LR（L表示左声道的取样值，R表示右声道取样值）。修改wave_data的sharp之后：

wave_data.shape = -1, 2

5、画出的波形图