在python中讀取WAV文件

Question

import wave,struct 
f = wave.open('bird.wav', 'r') 

for i in range(5,10): 
    frame = f.readframes(i) 
    print frame 
struct.unpack('<H',frame) 

我使用上面的代碼從python的立體聲wav文件中提取字節。但是，不是字節，我得到一些亂碼字符。使用struct.unpack()功能我收到以下錯誤

「解壓需要長度爲2的字符串參數」

我在代碼中進行打印這些字節中的1和0的什麼樣的變化？我想稍後修改用於隱寫的音頻幀的LSB。

Answer 1

我不確定你爲什麼要用二進制打印這些字節，但這樣做很容易。

您需要將字節轉換爲整數，然後使用str.format方法對其進行格式化，舊的%風格的格式不會執行位。

執行該轉換的簡單方法是使用ord函數，但對於大量字節，最好通過創建bytearray來將它們轉換爲一次命中。

#Some bytes, using hexadecimal escape codes 
s = '\x01\x07\x0f\x35\xad\xff' 
print ' '.join(['{0:08b}'.format(ord(c)) for c in s]) 

b = bytearray(s) 
print ' '.join(['{0:08b}'.format(u) for u in b]) 

輸出

00000001 00000111 00001111 00110101 10101101 11111111 
00000001 00000111 00001111 00110101 10101101 11111111 

通常，十六進制符號是不是二進制讀取更方便。

from binascii import hexlify 

print hexlify(s) 
print ' '.join(['%02X' % u for u in b]) 
print ' '.join(['%02X' % ord(c) for c in s]) 
print ' '.join(['{0:02X}'.format(ord(c)) for c in s])  

輸出

01070f35adff 
01 07 0F 35 AD FF 
01 07 0F 35 AD FF 
01 07 0F 35 AD FF 

---

我剛纔看到重新隱寫您的評論。旋轉字節位的最方便的方法是使用bytearray。您可以使用str函數輕鬆地將bytearray轉換回字符串。

​​

輸出

01070f35adff 

---

字符串格式化選項在官方Python文檔描述。對於舊的%風格的格式，請參閱5.6.2. String Formatting Operations。對於現代str.format選項，請參閱7.1.3. Format String Syntax和7.1.3.1. Format Specification Mini-Language。

{0:08b}0之前的冒號是字段位置（可以在最近版本的Python中省略）。它表示我們要將這個格式代碼應用到.format的第一個參數，即索引爲零的參數。例如，

'{0} {2} {1}'.format('one', 'two', 'three') 

打印

one three two 

的b意味着我們要打印一個數字作爲二進制文件。 08表示我們希望輸出爲8個字符寬，對於小於8位的二進制數填充零填充。

在%02X大寫X意味着我們要打印一個數爲十六進制，使用大寫字母A-F的數字大於9，我們可以用小寫x獲得小寫字母。 02表示我們希望輸出爲2個字符寬，對於小於2個十六進制數字的十六進制數字填充零。

Answer 2

如果要修改字節的LSB，將值表達爲二進制字符串沒有意義。實際上，你會做沿東西線（在僞代碼）：

byte = '\x6h' 
binary = convert_to_bits(byte) # some way of getting 1s and 0s in a string 
binary = binary[:7] + my_bit_string 
byte = convert_to_byte(binary) 

有更直接，更有效的方式來修改一個位值，這就是與bitwise operators。例如，假設我們要將01001001（十進制73）更改爲01001000.我們想要創建一個位掩碼11111110，它的十進制值是254，而AND它與我們的值。

>>> value = 73 & 254 
>>> value 
72 
>>> '{0:08b}'.format(value) 
'01001000' 

當你嵌入位字節中，LSB可能改變也可能不會。有很多方法可以解決這個問題，但最直接的做法是將lsb清零，然後用OR（如果您還想嵌入多個位，則功能非常全面）將其覆蓋。

byte = (byte & 254) | my_bit 

你也可以零出LSB用right shift，隨後left shift，但這需要2個操作，而不是一個。

byte = ((byte >> 1) << 1) | my_bit 

或者你可以檢查LSB和你的位是否是不同的，並用XOR翻轉。但是，這種方法使用分支，效率最低。

if (byte & 1) != my_bit: 
    byte = byte^1 
# no need to do anything if they are the same 

所以，你需要做的就是將您的字節整數數組。你可以使用[ord(byte) for byte in frame]，但有更高效的內置方式。隨着bytearray()和bytes()：

>>> frame = '\x0f\x02\x0e\x02\xf7\x00\xf7\x00T\xffT\xff' 
>>> frame_bytes = bytearray(frame) 
>>> frame_bytes[0] 
15 
>>> frame_bytes[0] = 14  # modify 
>>> bytes(frame_bytes)  # convert back to bytes 
'\x0e\x02\x0e\x02\xf7\x00\xf7\x00T\xffT\xff' 

與array.array()（這似乎是幾十萬字節的一小一丁點兒慢）：

>>> import array 
>>> frame = '\x0f\x02\x0e\x02\xf7\x00\xf7\x00T\xffT\xff' 
>>> frame_bytes = array.array('B', frame) 
>>> frame_bytes[0] 
15 
>>> frame_bytes[0] = 14  # modify 
>>> frame_bytes.tostring() # convert back to bytes; in Python 3 use `tobytes()` 
'\x0e\x02\x0e\x02\xf7\x00\xf7\x00T\xffT\xff' 

嵌入和提取的例子。

frame = '\x0f\x02\x0e\x02\xf7\xf7T\xffT\xff' 
bits = [0, 0, 1, 1, 0] 

# Embedding 
frame_bytes = bytearray(frame) 
for i, bit in enumerate(bits): 
    frame_bytes[i] = (frame_bytes[i] & 254) | bit 
frame_modified = bytes(frame_bytes) 

# Extraction 
frame_bytes = bytearray(frame_modified) 
extracted = [frame_bytes[i] & 1 for i in range(5)] 
assert bits == extracted 

如果你的祕密是一個字符串或字節序列，它很容易convert them to a list of 1s and 0s。

最後，請確保您不要修改任何標題數據，因爲這可能會導致文件無法讀取。