AIFF格式容器规范

1、 AIFF Container概念：

1）AIFF是音频交换文件格式（Audio Interchange File Format）的英文缩写，是Apple公司开发的一种声音文件格式，是一种文件格式存储的数字音频（波形）的数据；

2）AIFF应用于个人电脑及其它电子音响设备以存储音乐数据；

3）AIFF支持ACE2、ACE8、MAC3和MAC6压缩，支持16位44.1kHz立体声；

4）AIFF是Apple苹果电脑上面的标准音频格式，属于QuickTime技术的一部分。

2、AIFF Container规范：

1）数据类型：
       char、unsigned char；
       short、unsigned short；
       long、unsigned long；
       extends：80位IEEE标准754浮点数（标准Apple数字环境[SANE]数据类型扩展）。
       pstring：Pascal样式的字符串，一个字节计数后跟文本字节。此数据类型中的总字节数应为偶数。可以在文本末尾添加填充字节以完成此操作。该填充字节不会反映在计数中。
       ID：32位，在''（SP，0x20）到'~'（0x7E）范围内的四个可打印ASCII字符的串联。空格（0x20）不能在打印字符之前; 允许尾随空格。禁止控制字符。
       OSType：32位。内部定义的由四个字符组成的串接。
       文件字节顺序：大端模式，一些格式包含little-endian声音数据。
   2）文件结构：
       Audio IFF符合“EA IFF 85”标准。“EA IFF 85”文件由许多数据块组成。
       块是“EA IFF 85”文件的组件，块由一些header information（ckID、ckSize）和data组成。
       用C结构体表示为：
       typedef struct {
           ID ckID;        /* chunk ID */
           long ckSize;    /* chunk Size */
           char ckData[];    /* data */
       } Chunk;
       ckID描述数据块的数据部分的格式。程序可以通过检查ckID来确定如何解释块数据。
       ckSize是块的数据部分的大小，以字节为单位。它不包括ckID和ckSize使用的8个字节。
       ckData包含存储在块中的数据。此数据的格式由ckID决定。如果数据长度为奇数字节，则必须在末尾添加零填充字节。ckSize中不包含填充字节。
       Audio IFF文件中的块在容器块中组合在一起。 “EA IFF 85”定义了许多容器块，但Audio IFF使用的容器块称为FORM。 FORM具有以下格式：
       typedef struct {
           ID ckID;
           long ckSize;
           ID formType;
           char chunks[];
       } Chunk;
       ckID始终是'FORM'。这表明这是一个FORM chunk。
       ckSize包含'FORM'块的数据部分的大小。请注意，数据部分已分为两部分，formType和chunks []。
       formType描述'FORM'块中的内容。对于Audio IFF文件，formType始终为“AIFF”。
       这表示FORM中的块与采样声音有关。FORMType为“AIFF”的FORM块称为FORM AIFF。块是FORM中包含的块。这些块称为本地块。FORM AIFF及其本地块构成Audio IFF文件。

3）Local Chunk Types（本地块类型）：
       有两种类型的块，一种是必需的，另一种是可选的。公共块是必需的。如果采样的声音长度大于零，则需要声音数据块。所有其他块都是可选的。所有使用表单AIFF的应用程序都必须能够读取所需的块，并且可以选择选择性地忽略可选块。复制FORM AIFF的程序应该复制FOEM AIFF中的所有块。
   4）Common Chunk（公共块）：
       公共块描述采样声音的基本参数，定义如下：
       #define CommonID 'COMM' /* ckID for Common Chunk */
       typedef struct {
           ID ckID;
           long ckSize;
           short numChannels;
           unsigned long numSampleFrames;
           short sampleSize;
           extended sampleRate;
       } CommonChunk;
       ckID总是“COMM”。ckSize是块的数据部分的大小，以字节为单位。
       它不包括ckID和ckSize使用的8个字节。对于普通块，ckSize总是18。
       numChannels包含声音的音频通道的数量。值1表示单声道声音，值2表示立体声，值4表示四声道声音，等等。可以表示任何数量的音频通道。
       实际的声音样本存储在另一个块中，即声音数据块。对于多通道声音，每个通道的单采样点是交错的。一组交错的样本点称为样本帧。
       对于单声道声音，一个采样帧是一个单采样点。
       numSampleFrames包含Sound Data Chunk中的样本帧数。numSampleFrames是样本帧的数量，而不是Sound Data Chunk中的字节数和采样点数。文件中的采样点总数为numSampleFrames的numChannels倍。
       sampleSize是每个采样点中的位数。它可以是1到32之间的任何数字。
       sampleRate是声音被回放的采样率，以每秒采样帧数为单位。
       每个FORM AIFF都只需要一个公共块。
   5）Sound Data Chunk（声音数据块）：
       声音数据块包含实际的样本帧。
       #define SoundDataID 'SSND' /* ckID for Sound Data Chunk */
       typedef struct {
           ID ckID;
           long ckSize;
           unsigned long offset;
           unsigned long blockSize;
           unsigned char soundData[];
       } SoundDataChunk;
       ckID总是'SSND'。
       ckSize是块的数据部分的大小，以字节为单位。它不包括ckID和ckSize使用的8个字节。
       offset确定soundData中第一个样本帧的开始位置。offset以字节为单位。大多数应用程序不会使用偏移量，应将其设置为零。
blockSize与偏移量一起用于块对齐声音数据。它包含声音数据对齐到的块的字节大小。与偏移量一样，大多数应用程序不会使用块大小，应该将其设置为零。
       soundData包含组成声音的示例帧。soundData中的样本帧数由Common Chunk中的numSampleFrames参数确定。
   6）Marker Chunk（标记块）
       标记块包含指向声音数据中位置的标记。标记可用于应用程序所需的任何目的。
       标记具有一下格式：
       typedef short MarkerId;
       typedef struct {
           MarkerId id;
           unsigned long position;
           pstring markerName;
       } Marker;
       id是唯一标识FORM AIFF中标记的数字。id可以是任何正的非零整数，只要同一FORM AIFF中的其他标记没有相同的id。
       标记在声音数据中的位置由position确定。标记在概念上落在两个样本帧之间。位置的单位为帧而不是字节。
       /*前面的8是什么*/markerName是一个帕斯卡风格的文本字符串，包含标记的名称。

       标记块内数据的格式如下所示。
       #define MarkerID 'MARK' /* ckID for Marker Chunk */
       typedef struct {
           ID ckID;
           long ckSize;
           unsigned short numMarkers;
           Marker Markers[];
       } MarkerChunk;
       ckID总是“MARK”。
       ckSize是块的数据部分的大小，以字节为单位。它不包括ckID和ckSize使用的8个字节。
       nummarker是标记块中的标记数量。
   7）Instrument Chunk（仪器块）：
       Instrument Chunk定义了仪器（如采样器）可用于回放声音数据的基本参数。

       声音数据可以循环，允许重复声音的一部分以延长声音。下面的结构描述了一个循环：
       typedef struct {
           short playMode;
           MarkerId beginLoop;
           MarkerId endLoop;
       } Loop;

       playMode指定要执行哪种类型的循环。
       #define NoLooping 0
       #define ForwardLooping 1
       #define ForwardBackwardLooping 2
       如果指定了NoLooping，那么在回放期间将忽略循环点。

       beginLoop是一个Markerid，用于标记循环段的开始位置。

endLoop标记一个循环的结束位置。起始位置必须小于结束位置。

       Instrument Chunk Format（工具块格式）：
           工具数据块中的数据格式如下所述：
           #define InstrumentID 'INST' /* ckID for Instrument Chunk */
           typedef struct {
               ID ckID;
               long ckSize;
               char baseNote;
               char detune;
               char lowNote;
               char highNote;
               char lowVelocity;
               char highVelocity;
               short gain;
               Loop sustainLoop;
               Loop releaseLoop;
           } InstrumentChunk;

           ckID始终是'INST'。ckSize是块的数据部分的大小，以字节为单位。对于仪器块，ckSize始终为20。
           baseNote是工具在没有音调修改的情况下播放声音数据的注释。单位是MIDI（MIDI是乐器数字接口的首字母缩写）音符编号，范围是0到127.中间C是60。
           detune决定工具在播放时应改变声音音高的程度。单位为美分（半音的1/100），范围从-50到+50。负数表示声音的音高应该降低，而正数表示应该提高声音的音高。
lowNote和highNote指定键盘上的建议范围以播放声音数据。如果要求乐器在低音符和高音符之间播放音符，则应播放声音数据。基调不必在此范围内。lowNote和highNote的单位是MIDI音符值。
           lowVelocity和highVelocity指定播放声音数据的建议速度范围。如果音符开启速度介于低速和高速之间，则应播放声音数据。单位是MIDI速度值，1（最低速度）到127（最高速度）。
           gain（增益）是在播放时改变声音增益的量。单位是分贝。例如，0 db表示没有变化，6 db表示每个采样点的值加倍，而-6 db表示每个采样点的值减半。
           sustainLoop指定一个循环，当工具维持声音时要播放该循环。
           releaseLoop指定当乐器处于播放声音的释放阶段时要播放的循环。释放阶段通常在乐器上的键释放后发生。

           Instrument Chunk是可选的。FORM AIFF中只能出现一个Instrument Chunk。

   8）MIDI Data Chunk（MIDI数据块）：
       MIDI数据块可用于存储MIDI数据。结构定义如下：
       #define MIDIDataID 'MIDI' /* ckID for MIDI Data Chunk */
       typedef struct {
           ID ckID;
           long ckSize;
           unsigned char MIDIdata[];
       } MIDIDataChunk;

       ckID总是'MIDI'。ckSize是块的数据部分的大小，以字节为单位。它不包括ckID和ckSize使用的8个字节。
       MIDIData包含MIDI数据流。
       MIDI数据块是可选的。FORM AIFF中可能存在任意数量的MIDI数据块。如果要将多个乐器的MIDI系统专用信息存储在FORM AIFF中，最好每个乐器使用一个MIDI数据块，而不是所有乐器使用一个大的MIDI数据块。

   9）Audio Recording Chunk（录音块）
       录音块包含与录音设备有关的信息。结构定义如下：
       #define AudioRecordingID 'AESD' /* ckID for Audio Recording Chunk. */
       typedef struct {
           ID ckID;
           long ckSize;
           unsigned char AESChannelStatusData[24];
       } AudioRecordingChunk;

       ckID始终是'AESD'。ckSize是块的数据部分的大小，以字节为单位。对于录音块，ckSize始终为24。
       AESChannelStatusData的24个字节在AES推荐的数字音频工程实践 - 线性表示的数字音频数据的串行传输格式，第7.1节，通道状态数据中规定。该文件描述了用于音频设备之间的数字音频的实时数字传输的格式。为方便起见，此信息在音频记录块中重复。一般感兴趣的是字节0的位2,3和4，它们描述了记录强调。
       音频录制块是可选的。FORM AIFF中不得出现多个音频录制块。

   10）Application Specific Chunk（应用程序特殊块）
       Application Specific Chunk可以用于应用程序制造商的任何目的。结构如下：

       #define ApplicationSpecificID 'APPL' /* ckID for Application Specific Chunk. */
       typedef struct {
           ID ckID;
           long ckSize;
           OSType applicationSignature;
           char data[];
       } ApplicationSpecificChunk;

       ckID总是'APPL'。ckSize是块的数据部分的大小，以字节为单位。它不包括ckID和ckSize使用的8个字节。
       applicationSignature标识特定的应用程序。
       data是Application Specific Chunk的数据。
       Application Specific Chunk是可选的。单个FORM AIFF中可能存在任意数量的Application Specific Chunk。

   11）Comments Chunk（注释块）
       Comments Chunk用于在FORM AIFF中存储注释。“EA IFF 85”有一个可用于注释的注释块，但是注释块有两个在“EA IFF 85”块中找不到的功能。它们是：1）评论的时间戳;2）指向标记的链接。
       Comments由时间戳，标记ID和文本计数跟文本组成。结构如下：
       typedef struct {
       unsigned long timeStamp;
           MarkerID marker;
           unsigned short count;
           char text;
       } Comment;

timeStamp表示Comments的创建时间。单位是自1904年1月1日以来的秒数。
       Comments可以链接到标记。这允许应用程序将标记的长描述存储为Comments。如果Comments指的是标记，则marker是该标记的ID。否则，标记为零，表示此Comments未链接到标记。
       count是组成Comments的文本的长度。这是一个16位的数量，允许比pstring更长的Comments。
       text包含Comments本身。必须在末尾用一个字节填充此文本，以确保它的长度为偶数个字节。该填充字节（如果存在）不包括在计数中。

       Comments Chunk Format：

           #define CommentID 'COMT' /* ckID for Comments Chunk. */
           typedef struct {
               ID ckID;
               long ckSize;
               unsigned short numComments;
               Comment comments[];
           } CommentsChunk;
           ckID总是'COMT'。ckSize是块的数据部分的大小，以字节为单位。它不包括ckID和ckSize使用的8个字节。
           numComments包含Comments Chunk中的Comments数。接下来是Comments本身。Comments长度总是为偶数个字节，因此Comments Chunk中的Comments之间没有填充。
           Comments Chunk是可选的。一个FORM AIFF中只能出现一个Comments Chunk。
   12）Text Chunks - Name, Author, Copyright, Annotation（文本块 - 名称，作者，版权，注释）
       这四个块包含在每个“EA IFF 85”文件的定义中。全是文本块;他们的数据部分仅由文本组成。这些块中的每一个都是可选的。
       #define NameID 'NAME' /* ckID for Name Chunk. */
       #define AuthorID 'AUTH' /* ckID for Author Chunk. */
       #define CopyrightID '(c) ' /* ckID for Copyright Chunk. */
       #define AnnotationID 'ANNO' /* ckID for Annotation Chunk. */
       typedef struct {
           ID ckID;
           long ckSize;
           char text[];
       } TextChunk;

       ckID是“NAME”，“AUTH”，“（c）”或“ANNO”，具体取决于块是否分别为Name Chunk，Author Chunk，Copyright Chunk或Annotation Chunk。对于版权块，'c'是小写的，并且在右括号后面有一个空格（0x20）。
       ckSize是块的数据部分的大小，在本例中是文本。
       text包含纯ASCII字符。它不是pstring也不是C字符串。text中的字符数由ckSize确定。text内容取决于块，如下所述：

       Name Chunk：
           text包含采样声音的名称。名称块是可选的。FORM AIFF中可能只存在一个名称块。
       Author Chunk：
           text包含一个或多个作者姓名。在这种情况下，作者是采样声音的创建者。作者块是可选的。FORM AIFF中可能只存在一个作者块。
       Copyright Chunk：
           版权块包含声音的版权声明。文本包含版权所有者遵循的日期。
           版权块是可选的。FORM AIFF中可能只存在一个版权块。
       Annotation Chunk：
           text包含评论。在FORM AIFF中不鼓励使用此块。应该使用功能更强大的Comments Chunk。Annotation Chunk是可选的。FORM AIFF中可能存在许多Annotation Chunk。

   13）Chunk Precedence（块优先级）
       FORM AIFF的几个本地块可能包含重复信息。例如，乐器块定义了循环点，MIDI数据块中的MIDI系统专用数据也可以定义循环点。如果这些循环点不同会发生什么？应用程序应该如何循环声音？
       通过定义块的优先级来解决此类冲突：
           Common Chunk(Highest Precedence)->
           Sound Data Chunk ->
           Marker Chunk ->
           Instrument Chunk ->
           Comment Chunk ->
           Name Chunk ->
           Author Chunk ->
           Copyright Chunk ->
           Annotation Chunk ->
           Audio Recording Chunk ->
           MIDI Data Chunk ->
           Application Specific Chunk(Lowest Precedence)
       Common Chunk具有最高优先级，而Application Specific Chunk具有最低优先级。
       Common Chunk中的信息始终优先于任何其他块中的冲突信息。Application Specific Chunk总是在与其他块冲突时丢失。
       例如，通过查看块层次结构，可以看到Instrument Chunk中的循环点优先于MIDI数据块中发现的冲突循环点。
       应用程序负责将数据写入较低优先级的块，以确保更高优先级的块相应地更新。

参考：http://www-mmsp.ece.mcgill.ca/Documents/AudioFormats/AIFF/AIFF.html

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