音楽ファイルからバイナリデータが出力できない

Question

class ViewController: UIViewController {
    
    let fileManager = FileManager()
    var audioRecorder: AVAudioRecorder? //録音設定
    var audioPlayer: AVAudioPlayer?
    //var audioFile:AVAudioFile! //読み込んだオーディオファイルの情報を格納し保持する
    let fileName = "OTO1.mp3 "
    
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
         self.setupAudioRecorder()
    }
   
    func audiostatas(sender: AnyObject) {
      
        //var audioClass = AudioDataClass(address:documentFilePath().path)
        var audioClass = AudioDataClass(address: Bundle.main.path(forResource: "0322", ofType: "wav")!)
        //読み込み
        audioClass.loadAudioData()
     
    }
    
    func pushRecordButton(sender: AnyObject) {
        audioRecorder?.record()
    }
    // 録音するファイルのパスを取得(録音時、再生時に参照)
    // swift2からstringByAppendingPathComponentが使えなくなったので少し面倒
    func documentFilePath()-> URL {
        let urls = fileManager.urls(for: .documentDirectory, in: .userDomainMask) as [NSURL]
        let dirURL = urls[0]
        return dirURL.appendingPathComponent(fileName)!
    }
    
    func setupAudioRecorder() {
        // 再生と録音機能をアクティブにする
        let session = AVAudioSession.sharedInstance()
        try! session.setCategory(AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord)
        try! session.setActive(true)
        let recordSetting : [String : AnyObject] = [
            AVEncoderAudioQualityKey : AVAudioQuality.min.rawValue as AnyObject,
            AVEncoderBitRateKey : 16 as AnyObject,
            AVNumberOfChannelsKey: 2 as AnyObject,
            AVSampleRateKey: 44100.0 as AnyObject,
            AVLinearPCMIsBigEndianKey: true as AnyObject// ビックエンディアン
        ]
        do {
            try audioRecorder = AVAudioRecorder(url: self.documentFilePath() as URL, settings: recordSetting)
        } catch {
            print("初期設定でerror出たよ(-_-;)")
        }
    }
    
}

import Foundation
import AVFoundation

class AudioDataClass{
    
    //object for audio file
    var audioFile:AVAudioFile! //読み込んだオーディオファイルの情報を格納し保持する
    
    //buffer for PCM data 便宜上AVAudioPCMBuffer型の変数を用意
    //クラス外から実際にバイナリデータにアクセスする際はbufferプロパティを使う。
    var PCMBuffer:AVAudioPCMBuffer!
    
    // audio file address
    var address:String
    
    //オーディオのバイナリデータを格納するためのbuffer, マルチチャンネルに対応するため、二次元配列になっています。
    var buffer:[[Float]]! = Array<Array<Float>>()
    
    //オーディオデータの情報
    var samplingRate:Double?
    var nChannel:Int?
    var nframe:Int?
    
    //initializer
    init(address:String){
        self.address = address
    }
    
    
    func loadAudioData(){
        
        print(buffer)
               
        //create AVAudioFile
        //error handling do catch
        do{
            
            //オーディオファイルを読み込み、データをaudioFileに格納
            self.audioFile = try AVAudioFile(forReading: NSURL(fileURLWithPath: self.address) as URL)
            //get samplingRate
            self.samplingRate = self.audioFile.fileFormat.sampleRate
            //get channel
            self.nChannel = Int(self.audioFile.fileFormat.channelCount)
            
        }catch{
            //読み込み失敗
            print("Error : loading audio file \(self.address) failed.")
        }
        
        //もしオーディオファイル読み込みが成功していたら、バイナリデータを取得する
        if(self.audioFile != nil){
            
            //get frame length
            self.nframe = Int(self.audioFile.length)
            
            //allocate 割り振る
            self.PCMBuffer = AVAudioPCMBuffer(pcmFormat: self.audioFile.processingFormat, frameCapacity: AVAudioFrameCount(self.nframe!))
            
            //error handling
            do{
                //audioFileから、PCMBufferにバイナリデータを取得する
                try self.audioFile.read(into: self.PCMBuffer)
                
                //各チャンネル毎にバイナリデータをbufferに追加する
                for i in 0..<self.nChannel!{
                    
                    let buf:[Float] = Array(UnsafeMutableBufferPointer(start:self.PCMBuffer.floatChannelData![i], count:self.nframe!))
                    
                    self.buffer.append(buf)
                }
              
                for i in 0..<self.nChannel!{
                    for j in 0..<self.nframe!{
                        print(self.buffer[i][j])
                    }
                    print("")
                }
            }catch{
                print("loading audio data failed.")
            }
        }
    }
   

http://qiita.com/programanx1/items/8912e60843bd824d74ce
私はここのサイトを参考にしてAudioRecoderで録音したWAVE形式の音楽ファイルをloadAudioData内でバイナリデータを見ようと思ったのですが

 for i in 0..<self.nChannel!{
                    for j in 0..<self.nframe!{
                        print(self.buffer[i][j])
                    }
                    print("")
                }

self.audioFile = try AVAudioFile(forReading: NSURL(fileURLWithPath: self.address) as URL)
を
self.audioFile = try AVAudioFile(forReading: NSURL(fileURLWithPath: self.address) as URL,commonFormat: AVAudioCommonFormat.pcmFormatInt16,interleaved: true)
に書き換え、
for i in 0..<1{
for j in 0..<self.nframe!{
print(String(self.buffer[i][j], radix: 16))
}
}
で
出力されるデータが以下のような形になってしまうのですがこの値がバイナリデータなのでしょうか？
-0.00427246
-0.0166626
-0.0283508
-0.0391541
-0.0498657
-0.0618896
-0.0748596
-0.0875854
-0.0992737
-0.110352
-0.122406
-0.135529
-0.148499
-0.160095
-0.170746
-0.18161
-0.193207
-0.204956
-0.215881
-0.225922
-0.236664
-0.24823
-0.259766
-0.270142
-0.278961
-0.288513
-0.300049
-0.312592

追記
self.audioFile = try AVAudioFile(forReading: NSURL(fileURLWithPath: self.address) as URL)
を
self.audioFile = try AVAudioFile(forReading: NSURL(fileURLWithPath: self.address) as URL,commonFormat: AVAudioCommonFormat.pcmFormatInt16,interleaved: true)
に書き換えたところ

 for i in 0..<1{
            for j in 0..<self.nframe!{
                print(String(self.buffer[i][j], radix: 16))
            }
        }
}

-140,-546,-929,-1283,-1634,-2028
が出力され、

16進数になっていないのかなと思ったので変換したら

for i in 0..<1{
            for j in 0..<self.nframe!{
                print(String(self.buffer[i][j], radix: 16))
            }
        }
}

-8c,-222,-3a1,-503,-662,-7ec,-995,-b36
になりました

Answer 1

バイナリデータが何を意味するのか分かりませんが、質問者さんがみているのは、
リニアPCMの32bit float値([-1.0, 1.0])です。

AVAudioFileクラスの

public init(forReading fileURL: URL) throws

のコメントにこう書かれています。

/* This opens the file for reading using the standard format (deinterleaved floating point). */

standard format(floating point)とは、リニアPCMの32bit floatのことです。

AVAudioFileはフォーマットのコンバーターを内蔵しています。
指定したファイルがmp3,aif,wavなんであろうと、ビット数が16,24,32どれであろうと、
init(forReading fileURL:URL)で初期化すると、

open func read(into buffer: AVAudioPCMBuffer) throws

で読み出したデータは勝手に変換されてリニアPCMの32bit floatになります。

Answer 2

wavファイルデータの様なので、バイナリーではなく、リニアPCMのfloat値と思われます。

WAVEファイルの構造

で、ヘッダと16,24,32bit音声データの配置を把握して、
16,24,32bit音声データの「符号」「指数」「仮数」を把握して、
バイナリエディタで見れば、合ってるかどうかが分かります。
16,24bitの「符号」「指数」「仮数」はどこかで、探してみてください。

32bitについて、興味深い記事（？）がありましたので、URLを記しておきます。

第572回:ハイレゾで注目の「32bit-float」で、オーディオの常識が変わる?

Answer 3

使ったことないので知りませんが、

 let buf:[Float] = Array(UnsafeMutableBufferPointer(start:self.PCMBuffer.floatChannelData[i], count:self.nframe!))

floatChannelDataで取得しているようなのでfloat値になっているのでしょう。
int16Channel​Dataやint32Channel​Dataを使えば整数値で取得出来るような気がします。

---

今のままでも、このfloat値が±1.0だと仮定すると、

print(String(Int(self.buffer[i][j] * 0x8000), radix: 16))

こうすれば±0x8000で表示されてバイナリデータっぽくなりますｗ

---

【追記されたInt16のデータについて】

-0.00427246 * 0x8000 = -139.99996928 ≒ -140 = -0x008c
-0.0166626  * 0x8000 = -546.0000768  ≒ -546 = -0x0222
-0.0283508  * 0x8000 = -928.9990144  ≒ -929 = -0x03a1
(以下略)

floatだろうがInt16だろうが、スケールが違うだけで同じ値なのですよ。

Comments

[Jidousya_364]

そういうことでしたか
では上の方が張っていくださったhttp://www.graffiti.jp/pc/p030506a.htmのような形式では取れないのでしょうか？

[fuzzball]

16bitならInt16でいいと思いますが。8bitならInt16の上位バイトだけ使えばいいです。

あと、どうでもいいことですが、並べ替え出来るので「上の方」って書くのは無意味です。
きちんと名前で書きましょう。

[Jidousya_364]

Houraijilcさんの貼ってくださったものといったほうがよかったですね
ありがとうございました。自分の求めるものができなさそうなのでもう一度質問させていただきます　

Answer 4

AVAudioFileはフォーマットのコンバーターを内蔵しています。

とのことなので、
swiftでバイナリファイルの読み書きを行いたい
で、ファイルを読み、先の、ヘッダー情報から、wavのリニアPCMのバイト数を判断して、音声データを、バイナリーで読めば良いと思います。