WAV

Waveform
拡張子かくちょうし	.wav
MIMEタイプ	audio/vnd.wave, audio/x-wav
タイプコード	WAVE
UTI	com.microsoft.waveform-audio
マジック; ナンバー	WAVE （8バイト目めから）
開発かいはつ者しゃ	マイクロソフト、IBM
種別しゅべつ	音声おんせい
派生はせい元もと	RIFF

RIFF waveform Audio Format（WAV）は音声おんせいデータ用ようのコンテナ規格きかくである。元もとの意味いみに含ふくまれる英単語えいたんごwaveformは「波形はけい」を意味いみする。「波なみ」の意味いみを持もつ英単語えいたんごwaveから転てんじて、WAVE（ウェイヴ、ウェーヴ、ウェイブ、ウェーブ）とも呼よばれる。拡張子かくちょうしは.wav。

概要がいよう

RIFF waveform Audio Format (WAV) はマイクロソフトとIBMにより開発かいはつされた、RIFFベースの音声おんせいファイルフォーマットである。RIFF上じょうの識別子しきべつしは「WAVE」であるが、拡張子かくちょうしからWAVフォーマットという呼よび名なが一般いっぱん化かした。

英語えいご圏けんでは元もとの意味いみからWAVを「ウェイヴ」（IPA: [weɪv]）と読よむ（発音はつおんする）ことが多おおい^[1]が、日本にっぽんの音楽おんがく業界ぎょうかいではweb（ウェブ）と響ひびきを区別くべつするために、ワブ（ワヴ）とも呼よばれる^[2]^{[注釈ちゅうしゃく 1]}。^{[独自どくじ研究けんきゅう?]}

非ひ圧縮あっしゅくリニアPCMで符号ふごう化かした音声おんせいの格納かくのうにWAVはよく用もちいられる。一方いっぽうでWAVはあくまでコンテナ規格きかくであり、μみゅー-lawや、ADPCM、MP3、WMAなど他たの音声おんせいコーデックも格納かくのうできる。Windows以外いがいのOSで作成さくせいしたリニアPCMデータを直接ちょくせつWindowsで閲覧えつらんするとwavとして認識にんしきされる。

WAVフォーマットでは、データ長ちょうが32ビット符号ふごうなし整数せいすう型がたで記述きじゅつされているため、4GBを超こえるファイルを作成さくせいできない。この制限せいげんを越こえるため、データ長ちょうを64ビット符号ふごうなし整数せいすう型がたで記述きじゅつするWave64 (.w64) というフォーマットも存在そんざいする。

RIFFのチャンクとして、WAVファイル内ないにタグ情報じょうほうを付加ふかすることができるが、使用しようする文字もじコードは特とくに規定きていされておらず、互換ごかん性せいに問題もんだいが生しょうじ易やすい仕様しようになっている。

音声おんせい分野ぶんやで広ひろく利用りようされる他ほかのコンテナ規格きかくにはMP4、Ogg、WebMなどが挙あげられる。

仕様しよう

RIFF

RIFFファイルはタグ付つきのファイル形式けいしきで、チャンクと呼よばれるコンテナの集合しゅうごうである^[3]。チャンクには4文字もじのタグ（FourCC）とチャンクのサイズ（バイト数すう）があり、タグによってチャンクのフォーマットが区別くべつされる。いくつか標準ひょうじゅん的てきなタグがあり、4文字もじすべてが大文字おおもじのタグは予約よやくされたタグである。

RIFFファイルの一番いちばん外側そとがわのチャンクはRIFFタグを持もつ。チャンクデータの最初さいしょの4バイトはフォームの種類しゅるいを指定していするFourCCでその後うしろにサブチャンクが続つづく。 WAVファイルの場合ばあい、FourCCはWAVEである。

RIFF形式けいしきではチャンクの出現しゅつげん順じゅんには一般いっぱん的てきな規定きていがないが、fmt チャンクはdataチャンクの直前ちょくぜんに置おくという例外れいがいがある。

タグファイル形式けいしきの利点りてんとして、RIFFファイルの利用りよう者しゃが知しらないタグは読よみ飛とばし、処理しょり可能かのうなチャンクのみを扱あつかうことができる点てんが挙あげられる。

RIFFフォーマットにおいて複数ふくすうバイトで表現ひょうげんされるデータの並ならびはリトルエンディアンである。

RIFFファイルの一いち例れいを挙あげる。この例れいではオフセット0x0にRIFFチャンクがあり、チャンクの長ながさは0x00630b20である。 FourCCはWAVEであり、ファイルがWAVファイルであることを示しめしている。オフセット0x12からはサブチャンクが続つづく。オフセット0x30からfmt チャンクが始はじまり、オフセット0x48からdataチャンクが始はじまっている。

00000000   52 49 46 46 20 0b 63 00 57 41 56 45 4a 55 4e 4b  RIFF .c.WAVEJUNK
00000010   1c 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  ................
00000020   00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  ................
00000030   66 6d 74 20 10 00 00 00 01 00 02 00 44 ac 00 00  fmt ........D...
00000040   10 b1 02 00 04 00 10 00 64 61 74 61 d8 0a 63 00  ........data..c.
00000050   00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  ................
00000060   00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  ................
00000070   00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  ................
00000080   00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  ................
...

fmt チャンク

fmt チャンクの構造こうぞうは、WAVEFORMATEX構造こうぞう体たいなどによって定義ていぎされる^[4]。

チャンネル数すう、サンプルレート、サンプルのビット数すうなどが定義ていぎされる。

typedef struct {
    WORD  wFormatTag;
    WORD  nChannels;
    DWORD nSamplesPerSec;
    DWORD nAvgBytesPerSec;
    WORD  nBlockAlign; // WAVEFORMATはここまで
    WORD  wBitsPerSample; // PCMWAVEFORMATで追加ついか
    WORD  cbSize; // WAVEFORMATEXで追加ついか
} WAVEFORMATEX;

上記じょうきの他ほか、サイズが14バイトのWAVEFORMAT構造こうぞう体たいや、サイズが16バイトでcbSizeが存在そんざいしないPCMWAVEFORMAT構造こうぞう体たい、サイズが40バイトでcbSizeの値ねが22のWAVEFORMATEXTENSIBLE構造こうぞう体たいがある。ただしWAVEFORMATはWindowsでは廃止はいしされて使用しよう不可能ふかのうであり、PCMWAVEFORMATも廃止はいしされている^[5]。

wFormatTag

wFormatTagは音声おんせいコーデックを指定していする。例れいとして次つぎが挙あげられる。

1: リニアPCM (WAVE_FORMAT_PCM)^[6]
3: 浮動ふどう小数点しょうすうてん数すうPCM (WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT)^[7]
7: μみゅー-law (WAVE_FORMAT_MULAW)^[8]

これらの定数ていすうはWindows SDKに含ふくまれるmmreg.h^[9]によって定義ていぎされており、さらにそれぞれのフォーマットによってfmtチャンクの構造こうぞうの詳細しょうさいが決きまる。

dataチャンク

dataチャンクの中身なかみはfmt チャンクによって定義ていぎされるフォーマットに基もとづく。

2チャンネルのリニアPCMの場合ばあいには、左ひだりチャンネル・右みぎチャンネルの順じゅんに符号ふごう付づけ整数せいすう（2の補数ほすう）で格納かくのうされる。

浮動ふどう小数点しょうすうてん数すうで格納かくのうされる場合ばあい、慣習かんしゅうからデータ値ちの範囲はんいは-1.0から+1.0に限かぎられる。

Windows上じょうでの圧縮あっしゅく

Windows上うえでは、ACMを利用りようすれば、圧縮あっしゅくなどが行おこなえる。この機能きのうが利用りようできるソフトウェアとして、サウンドレコーダーがある。

脚注きゃくちゅう

[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]

注釈ちゅうしゃく

^ 日本語にほんごには英語えいごのvに相当そうとうする子音しいんが存在そんざいせず、日本にっぽんの学校がっこうにおける英語えいご教育きょういくも読よみ書かきのみが中心ちゅうしんのため、vとbの発音はつおんを区別くべつできない日本人にっぽんじんや、aを「エイ」ではなく「エー」と発音はつおんしてしまう日本人にっぽんじんが多おおいことも関与かんよしている。

出典しゅってん

^ How do you pronounce file extensions?
^ WAVファイルとは｜「分わかりそう」で「分わからない」でも「分わかった」気きになれるIT用語ようご辞典じてん
^ Sustainability of Digital Formats: Planning for Library of Congress Collections - RIFF (Resource Interchange File Format)
^ WAVEFORMATEX (mmeapi.h) - Win32 apps | Microsoft Learn
^ Extensible Wave-Format Descriptors - Windows drivers | Microsoft Learn
^ "WAVE_FORMAT_PCM PCM (pulse-code modulated) data in integer format." Microsoft. WAVEFORMATEX structure (mmreg.h). Windows App Development.
^ "WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT PCM data in IEEE floating-point format." Microsoft. WAVEFORMATEX structure (mmreg.h). Windows App Development.
^ "WAVE_FORMAT_MULAW Mu-law-encoded format." Microsoft. WAVEFORMATEX structure (mmreg.h). Windows App Development.
^ Mmreg.h header - Win32 apps | Microsoft Learn

外部がいぶリンク

Extensible Wave-Format Descriptors from Microsoft（Updated October 26, 2017）
WAVE File Format - technical details（1999）

解説かいせつサイト

Broadband Watch--BBっとWORDS 「WAVの構造こうぞうと現状げんじょう」

この項目こうもくは、コンピュータに関連かんれんした書かきかけの項目こうもくです。この項目こうもくを加筆かひつ・訂正ていせいなどしてくださる協力きょうりょく者しゃを求もとめています（PJ:コンピュータ/P:コンピュータ）。

[3] 日本語にほんごには英語えいごのvに相当そうとうする子音しいんが存在そんざいせず、日本にっぽんの学校がっこうにおける英語えいご教育きょういくも読よみ書かきのみが中心ちゅうしんのため、vとbの発音はつおんを区別くべつできない日本人にっぽんじんや、aを「エイ」ではなく「エー」と発音はつおんしてしまう日本人にっぽんじんが多おおいことも関与かんよしている。

[1] How do you pronounce file extensions?

[2] WAVファイルとは｜「分わかりそう」で「分わからない」でも「分わかった」気きになれるIT用語ようご辞典じてん

[4] Sustainability of Digital Formats: Planning for Library of Congress Collections - RIFF (Resource Interchange File Format)

[waveformatex-5] WAVEFORMATEX (mmeapi.h) - Win32 apps | Microsoft Learn

[6] Extensible Wave-Format Descriptors - Windows drivers | Microsoft Learn

[7] "WAVE_FORMAT_PCM PCM (pulse-code modulated) data in integer format." Microsoft. WAVEFORMATEX structure (mmreg.h). Windows App Development.

[8] "WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT PCM data in IEEE floating-point format." Microsoft. WAVEFORMATEX structure (mmreg.h). Windows App Development.

[9] "WAVE_FORMAT_MULAW Mu-law-encoded format." Microsoft. WAVEFORMATEX structure (mmreg.h). Windows App Development.

[10] Mmreg.h header - Win32 apps | Microsoft Learn

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[注釈ちゅうしゃく 1]

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WAV

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