Python 庫手冊：wave WAV 音頻讀寫工具

wave 是 Python 標準庫中用于讀寫 WAV（Waveform Audio File Format）音頻文件的模塊。它提供了對 PCM 編碼的無壓縮音頻文件的訪問接口，可以讀取音頻幀、獲取音頻參數，也可以創建和寫入 WAV 文件。由于 WAV 是常用的音頻格式之一，wave 模塊在音頻處理、信號分析、語音識別等場景中非常實用。

常見應用場景：

（1）音頻文件讀取

從 WAV 文件中提取音頻幀和參數，用于分析或播放。

（2）音頻文件生成

將 PCM 數據寫入 WAV 文件，生成音頻。

（3）音頻處理與信號分析

與 、 等結合，實現音頻特征提取或數字信號處理。

（4）語音處理

對語音數據進行采樣、幀切分、特征分析等。

（5）自動化音頻生成工具

生成提示音、告警音或其他簡單音效。

◆ ◆ ◆

核心概念

1、Wave_read 對象

通過 wave.open(file, "rb") 創建，用于讀取 WAV 文件的參數和幀數據。

2、Wave_write 對象

通過 wave.open(file, "wb") 創建，用于寫入 WAV 文件。

3、音頻參數

nchannels：聲道數（1=單聲道，2=立體聲）

sampwidth：每個采樣字節數（如 2 表示 16 位）

framerate：采樣率（Hz）

nframes：音頻幀總數

comptype / compname：壓縮類型，WAV 通常為 "NONE"

4、幀操作

readframes(n)：讀取 n 幀數據

writeframes(data)：寫入幀數據

音頻幀是二進制數據，可與 struct 或 numpy 結合處理。

◆ ◆ ◆

應用舉例

例 1：讀取 WAV 文件基本信息

    print("總幀數:", wf.getnframes())

例 2：讀取音頻幀

    print("幀數據長度:", len(frames))

例 3：寫入 WAV 文件

    wf.writeframes(b"\x00\x00" * 44100)  # 1 秒靜音

例 4：復制 WAV 文件

        dst.writeframes(src.readframes(src.getnframes()))

例 5：使用 numpy 處理 WAV 數據

    print("前 10 個采樣值:", data[:10])

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常用 API 與方法

wave.open(filename, mode)

打開 WAV 文件，返回 Wave_read 或 Wave_write 對象。

參數：

filename：文件路徑。

mode：模式 "rb"（讀取）或 "wb"（寫入）。

返回：Wave_read / Wave_write 實例。

Wave_read.getnchannels()

獲取聲道數。

返回：整數（聲道數）。

Wave_read.getsampwidth()

獲取每個采樣字節數。

返回：整數（字節數）。

Wave_read.getframerate()

獲取采樣率（Hz）。

返回：整數。

Wave_read.getnframes()

獲取音頻幀總數。

返回：整數。

Wave_read.readframes(n)

讀取 n 幀音頻數據。

參數：

n：讀取幀數。

返回：字節對象（frames）。

Wave_write.setnchannels(n)

設置聲道數。

參數：整數。

返回：無。

Wave_write.setsampwidth(n)

設置采樣寬度（字節數）。

參數：整數。

返回：無。

Wave_write.setframerate(rate)

設置采樣率。

參數：整數。

返回：無。

Wave_write.writeframes(data)

寫入音頻幀。

參數：字節對象。

返回：無。

小結

wave 模塊提供了對 WAV 音頻文件的讀取與寫入能力，適用于音頻分析、信號處理、語音處理和自動化音效生成。通過 Wave_read 和 Wave_write 對象，可以方便地獲取音頻參數、操作幀數據，并結合 numpy 或 scipy 進行深度處理，實現數據分析和音頻生成。

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