WAV

3. 사양

WAV 파일은 RIFF (Resource Interchange File Format) 형식을 따르는 오디오 파일 형식이다. RIFF 형식은 다양한 데이터를 청크(Chunk) 단위로 저장하며, 각 청크는 ID, 크기, 데이터로 구성된다. WAV 파일은 크게 파일 헤더와 실제 오디오 데이터를 담는 데이터 청크로 나뉜다.^[52]

WAV 파일의 최상위 정의는 다음과 같다.

```text

→ RIFF('WAVE'

// 파일 형식

[] // Fact 청크 (선택 사항)

[] // 큐 포인트 (선택 사항)

[] // 재생 목록 (선택 사항)

[] // 관련 데이터 목록 (선택 사항)

) // Wave 데이터

```

여기서 ``는 필수 청크이며, ``, ``, ``, ``는 선택적인 청크이다. `` 청크에는 실제 오디오 샘플 데이터가 포함된다. `` 청크는 샘플 데이터의 형식(샘플 인코딩, 채널당 비트 수, 채널 수, 샘플 속도 등)을 정의한다.

3. 1. WAV 파일 헤더

WAV 파일의 최상위 정의는 다음과 같다.^[52]

```

→ RIFF('WAVE'

// 파일 형식

[] // Fact 청크

[] // 큐 포인트

[] // 재생 목록

[] // 관련 데이터 목록

) // Wave 데이터

```

최상위 RIFF 폼은 `WAVE` 태그를 사용한다. 그 뒤에는 샘플 데이터의 형식을 설명하는 필수 `` 청크가 오며, 여기에는 샘플 인코딩, 채널당 비트 수, 채널 수 및 샘플 속도와 같은 정보가 포함된다.

WAV 사양에는 몇 가지 선택적 기능이 포함되어있다.

• 선택적 `` 청크는 일부 압축 코딩 체계에 대한 샘플 수를 보고한다.
• `` 청크는 웨이브 파일에서 중요한 샘플 번호를 식별한다.
• `` 청크를 사용하면 샘플을 처음부터 끝까지 재생하는 것이 아니라 순서 없이 재생하거나 반복할 수 있다.
• 관련 데이터 목록(``)을 사용하면 레이블과 메모를 큐 포인트에 연결할 수 있다.
• 샘플 그룹에 대해 텍스트 주석이 제공될 수 있다(예: 캡션 정보).

typedef struct {

WORD  wFormatTag;

WORD  nChannels;

DWORD nSamplesPerSec;

DWORD nAvgBytesPerSec;

WORD  nBlockAlign; // WAVEFORMAT는 여기까지

WORD  wBitsPerSample; // PCMWAVEFORMAT에서 추가

WORD  cbSize; // WAVEFORMATEX에서 추가

} WAVEFORMATEX;

4. 메타데이터

WAV 파일은 INFO 청크에 메타데이터를 기록할 수 있다. 또한 확장 가능한 메타데이터 플랫폼(XMP) 데이터^[24] 또는 ID3 태그^[25]를 추가 청크에 포함할 수 있다. RIFF 규격은 응용 프로그램이 인식하지 못하는 청크는 무시하도록 하고 있어, 이 추가 정보를 반드시 사용해야 하는 것은 아니다.

5. 대중화

무압축 WAV 파일은 크기가 커서 파일 공유를 통한 인터넷 전송은 일반적이지 않다. 그러나 고해상도와 무손실 특성으로 인해 고품질 아카이브 파일을 유지하는 데 적합하다.

5. 1. 방송국에서의 사용

• BBC 라디오는 SCISYS dira 오디오 편집 및 재생 시스템에서 48kHz^영어 16비트 2채널 WAV 오디오를 표준으로 사용한다.
• 영국의 상업 라디오 회사인 글로벌 라디오는 Genesys 재생 시스템과 방송 체인 전체에서 44.1kHz^영어 16비트 2채널 WAV 파일을 사용한다.
• 호주 방송사에서 개발한 ABC "D-Cart" 시스템은 디지털 오디오 테이프와 동일한 48kHz^영어 16비트 2채널 WAV 파일을 사용한다.
• Digital Radio Mondiale 컨소시엄은 WAV 파일을 송신기 시뮬레이션 및 수신기 테스트를 위한 비공식 표준으로 사용한다.

6. 제약

WAV 형식은 파일 크기 헤더를 기록하기 위해 32비트 부호 없는 정수를 사용하기 때문에 4GiB 미만의 파일로 제한된다. 이는 CD 품질 오디오(44.1kHz, 16비트 스테레오)의 약 6.8시간에 해당하지만, 더 높은 샘플링 속도, 비트 해상도 또는 채널 수가 필요한 경우 이 제한을 초과해야 하는 경우가 있다. 이 제약으로 인해 사운드 포지에서는 W64 형식이 만들어졌다. 64비트 헤더를 사용하면 훨씬 더 긴 녹음 시간이 가능하다. 유럽 방송 연맹(European Broadcasting Union)에서 지정한 RF64 형식도 이 문제를 해결하기 위해 만들어졌다.^[28]

7. 비오디오 데이터

WAV 파일의 샘플링 속도는 1Hz에서 4.3GHz까지 다양하고 채널 수는 최대 65535개에 달할 수 있으므로, 오디오가 아닌 데이터에도 .wav 파일이 사용되었다. 예를 들어 LTspice는 적절한 샘플링 속도로 여러 회로 추적 파형을 별도의 채널에 저장할 수 있으며 전체 범위는 음압이 아닌 ±1V 또는 A를 나타낸다.^[62]

8. 오디오 CD

오디오 콤팩트 디스크(CD)는 WAV 파일 형식을 사용하지 않고 레드북 오디오를 사용한다. 공통점은 오디오 CD가 무압축 펄스 부호 변조(PCM)로 인코딩된다는 것이다. WAV는 대부분의 CD 플레이어에서 직접 이해할 수 없는 컴퓨터에서 사용하는 파일 형식이다. WAV 파일을 오디오 CD에 기록하려면 파일 헤더를 제거해야 하며, PCM 데이터는 디스크에 직접 기록되어야 한다.^[3]

PCM 오디오를 CD에 구우려면 오디오가 44.1kHz, 16비트 스테레오 형식이어야 한다.

9. 코딩 스킴 비교

WAV 파일의 오디오는 GSM, MP3 등 다양한 오디오 코딩 형식으로 인코딩하여 파일 크기를 줄일 수 있다.

다음은 PCM, ADPCM, 마이크로소프트 GSM 06.10, CELP, SBC, Truespeech, MPEG Layer-3를 포함하여 WAV 파일에 사용할 수 있는 오디오 코딩 형식의 모노럴(스테레오 오디오 아님) 오디오 품질 및 압축 비트 전송률을 비교한 표이다. 아래 표의 코덱들은 윈도우와 함께 제공되는 기본 ACM 코덱이다.

참조

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