View source for WAV

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'''WAV'''（Waveform Audio File Format、WAVE）は、MicrosoftとIBMに由来するRIFF系の音声ファイル形式である。ファイル拡張子は通常<code>.wav</code>である。

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WAVは[[<tvar name=1>Special:MyLanguage/PCM</tvar>|PCM]]音声を格納する用途で非常に広く使われるが、'''WAVそのものはPCM codecではなく、音声bitstreamとmetadata chunkを格納するwrapper/container形式'''である。

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Library of CongressもWAVEを「audio bitstreamと他のdata chunkを組み込めるwrapper file format」として整理し、LPCMを代表的encodingの一つとしている。<ref name="loc-wav">[https://www.loc.gov/preservation/digital/formats/fdd/fdd000001.shtml Library of Congress, ''WAVE Audio File Format'']</ref>

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== RIFF ==
WAVは[[<tvar name=2>Special:MyLanguage/RIFF</tvar>|RIFF]]（Resource Interchange File Format）を基礎とする。

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ファイルはchunk単位で構成され、先頭のRIFF headerによってWAVE形式であることを識別する。

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代表的には、

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* <code>RIFF</code>
* file size
* <code>WAVE</code>

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に続いて各種chunkが配置される。

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== fmt chunk ==
<code>fmt </code> chunkには音声data formatに関する情報が入る。

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代表的な情報は、

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* format code
* channel数
* sample rate
* byte rate
* block alignment
* bits per sample

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などである。

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PCM以外のencodingでは追加parameterを持つ場合がある。

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== data chunk ==
<code>data</code> chunkには実際のaudio sample / encoded audio dataが格納される。

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LPCM WAVではPCM sample列がここに保存される。

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== PCM WAV ==
DAWや録音で「WAV」と言う場合、多くはLPCMを格納したWAVを意味する。

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代表的な設定には、

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* 44.1 kHz / 16-bit
* 48 kHz / 24-bit
* 96 kHz / 24-bit
* 32-bit float

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などがある。

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Library of CongressはWAVE with LPCMをWAVE formatの主要subtypeとして扱っている。<ref name="loc-wav-lpcm">[https://www.loc.gov/preservation/digital/formats/fdd/fdd000002.shtml Library of Congress, ''WAVE with LPCM Audio'']</ref>

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== PCM以外のWAV ==
WAV containerはLPCMだけに限定されない。

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歴史的にはADPCM、μ-law、A-law、MPEG系など様々なaudio format codeが利用されてきた。

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そのため拡張子<code>.wav</code>だけを見て、内部dataが必ず非圧縮PCMであると判断するのは正確ではない。

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== Integer PCM ==
integer PCMではsample値を固定小数的な整数で表現する。

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16-bit、24-bit、32-bit integerなどが使われる。

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bit depthが増えると表現可能なquantization step数が増え、理論上のquantization noise floorを下げられる。

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== Floating-point WAV ==
WAVはfloating-point PCMを格納する用途にも使われる。

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DAWでは32-bit float WAVがbounce、freeze、内部受け渡しなどで使用されることがある。

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floating-point formatは整数PCMと異なるheadroom特性を持ち、編集工程で0 dBFSを超える数値を保持できる処理系もある。

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== Endianness ==
標準的なRIFF/WAVEのnumeric fieldやPCM sampleはlittle-endianを基本とする。

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この点は歴史的にbig-endian PCMが一般的だったAIFFとの代表的な違いの一つである。

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ただしsoftware API内部での表現とfile上のbyte orderは分けて考える。

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== WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE ==
channel layoutや高bit-depth PCM等をより明確に記述するため、WAVE_FORMAT_EXTENSIBLEが使用される。

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multichannel audioではspeaker mapping等の追加情報を持てる。

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== Broadcast Wave Format ==
[[<tvar name=3>Special:MyLanguage/Broadcast Wave Format</tvar>|Broadcast Wave Format]]（BWF）はWAVEを基礎とし、放送・制作・archive向けmetadataを追加した形式である。

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EBU BWFでは<code>bext</code>（Broadcast Audio Extension）chunkが重要で、description、originator、timestamp等の運用情報を保持できる。

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Library of CongressはBWFをMicrosoft WAVEを基礎にbext chunkを追加したbroadcast exchange formatとして説明している。<ref name="loc-bwf">[https://www.loc.gov/preservation/digital/formats/fdd/fdd000356.shtml Library of Congress, ''Broadcast WAVE Audio File Format'']</ref>

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== RF64 ==
RIFF/WAVの従来size fieldには32-bit制約があり、大容量fileでは問題になる。

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[[<tvar name=4>Special:MyLanguage/RF64</tvar>|RF64]]は64-bit size情報を扱えるようWAVE系構造を拡張した形式で、長時間・多channel recording等に利用される。

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BWF関連仕様でもRF64/MBWFによって4 GB超のfileを扱う仕組みが定義される。<ref name="loc-rf64">[https://www.loc.gov/preservation/digital/formats/fdd/fdd000356.shtml Library of Congress, ''Broadcast WAVE Audio File Format'']</ref>

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== Metadata ==
WAVでは用途に応じて様々なchunkを追加できる。

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代表例には、

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* LIST/INFO
* bext
* cue
* smpl
* iXML
* axml

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などがある。

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DAW、sampler、broadcast systemでは独自または標準化されたmetadata chunkを利用する。

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== DAWでの利用 ==
WAVはDAWで最も一般的なworking audio file formatの一つである。

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主な用途は、

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* recording
* import/export
* stem
* sample
* mixdown
* mastering delivery
* video post-production
* archive

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など。

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PCM WAVはdecode負荷が小さく、software compatibilityも高いため、制作途中の中間形式として扱いやすい。

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== WAVとAIFF ==
[[<tvar name=5>Special:MyLanguage/AIFF</tvar>|AIFF]]もPCM音声を格納する代表的file formatである。

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現代のDAWでは両者とも広く扱える。

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歴史的にはWAVがWindows/PC系、AIFFがMacintosh系で強く使われたが、現在はplatformをまたいで利用できる。

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== WAVとFLAC ==
[[<tvar name=6>Special:MyLanguage/FLAC</tvar>|FLAC]]は可逆圧縮を行うため、同じPCM内容ならWAVより小さくなることが多い。

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正しくlossless変換した場合、FLACをWAVへdecodeしたPCMは元データと一致する。

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制作時のrandom accessやcompatibilityではWAV、保存容量ではFLACが有利な場合がある。

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== 関連項目 ==
* [[<tvar name=7>Special:MyLanguage/音声ファイル</tvar>|音声ファイル]]
* [[<tvar name=8>Special:MyLanguage/非圧縮音声ファイル</tvar>|非圧縮音声ファイル]]
* [[<tvar name=9>Special:MyLanguage/PCM</tvar>|PCM]]
* [[<tvar name=10>Special:MyLanguage/RIFF</tvar>|RIFF]]
* [[<tvar name=11>Special:MyLanguage/AIFF</tvar>|AIFF]]
* [[<tvar name=12>Special:MyLanguage/FLAC</tvar>|FLAC]]
* [[<tvar name=13>Special:MyLanguage/Broadcast Wave Format</tvar>|Broadcast Wave Format]]
* [[<tvar name=14>Special:MyLanguage/RF64</tvar>|RF64]]
* [[<tvar name=15>Special:MyLanguage/Sample rate</tvar>|サンプルレート]]
* [[<tvar name=16>Special:MyLanguage/Bit depth</tvar>|ビット深度]]

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== 参考資料 ==
<references />
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