C ++中的二进制文件，更改音频文件上原始数据的内容

Question

我以前从未使用过二进制文件。 我使用ios::binary模式打开了一个.mp3文件，从中读取数据，为读取的每个字节分配了0 ，然后将它们重写为以ios::binary模式打开的另一个文件。 我在媒体播放器上打开了输出文件，声音似乎已损坏，但我仍然可以听到这首歌。 我想知道身体上发生了什么。

如何使用C ++访问/修改音频（视频，图像等）的原始数据（字节）（稍后再练习文件加密/解密）？

这是我的代码：

    #include <iostream>
    #include <fstream>
    #include <cstring>

    using namespace std;

    int main(){
        char buffer[256];
        ifstream inFile;
        inFile.open("Backstreet Boys - Incomplete.mp3",ios::binary);
        ofstream outFile;
        outFile.open("Output.mp3",ios::binary);
        while(!inFile.eof()){
            inFile.read(buffer,256);
            for(int i = 0; i<strlen(buffer); i++){
                buffer[i] = 0;
            }
            outFile.write(buffer,256);
        }
        inFile.close();
        outFile.close();
    }

Answer 1

您所做的与二进制文件或音频无关。 您只需将某些字节清零就可以复制文件。 （未将所有字节归零的原因是因为您使用了i<strlen(buffer) ，它只是对第一个零字节进行计数，而不是报告缓冲区的大小。此外，您还修改了缓冲区，这意味着strlen(buffer)第一个字节清零后， strlen(buffer)的长度将报告为零。）

因此，您获得的音频的确切变化完全取决于mp3文件格式及其使用的音频压缩。 MP3不是一种可以用有用的方法直接处理的音频格式。

如果要操纵数字音频，则需要了解计算机如何表示原始音频。

实际上并不难。 例如，这是一个程序，可以写出仅包含400Hz音调的原始音频文件。

#include <fstream>
#include <limits>

int main() {
  const double pi = 3.1415926535;

  double tone_frequency = 400.0;
  int samples_per_second = 44100;

  double output_duration_seconds = 5.0;

  int output_sample_count =
      static_cast<int>(output_duration_seconds * samples_per_second);

  std::ofstream out("signed-16-bit_mono-channel_44.1kHz-sample-rate.raw",
                    std::ios::binary);

  for (int sample_i = 0; sample_i < output_sample_count; ++sample_i) {
    double t = sample_i / static_cast<double>(samples_per_second);
    double sound_amplitude = std::sin(t * 2 * pi * tone_frequency);

    // encode amplitude as a 16-bit, signed integral value
    short sample_value =
        static_cast<short>(sound_amplitude * std::numeric_limits<short>::max());

    out.write(reinterpret_cast<char const *>(&sample_value),
              sizeof sample_value);
  }
}

要播放声音，您需要一个可以处理原始音频的程序，例如Audacity 。 运行该程序以生成音频文件后，可以File > Import > Raw data... ，以导入要播放的数据。

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如何使用C ++访问/修改音频（视频，图像等）的原始数据（字节）（稍后再练习文件加密/解密）？

如前所述，现有代码未完全将数据清零的原因是因为您使用了不正确的缓冲区大小： strlen(buffer) 。 正确的大小是将read()放入缓冲区的字节数，您可以使用gcount()函数获得：

inFile.read(buffer,256);
int buffer_size = inFile.gcount();
for(int i = 0; i < buffer_size; i++){
    buffer[i] = 0;
}
outFile.write(buffer, buffer_size);

注意：如果您要使用调试器逐步执行程序，则可能会很快发现问题，这是因为您注意到内部循环执行的次数少于预期。 调试器是学习使用方法的便捷工具。

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我注意到您在这里使用open()和close()方法。 在此程序中，这毫无意义。 只需在构造函数中打开文件，并在inFile和outFile超出范围时自动关闭文件：

{
  ifstream inFile("Backstreet Boys - Incomplete.mp3",ios::binary);
  ofstream outFile("Output.mp3",ios::binary);

  // don't bother calling .close(), it happens automatically.
}