WAVAファイル

波形オーディオファイル形式 (WAVE/WAV)

ファイル名拡張子	.wav .wave
インターネットメディアの種類	audio/vnd.wave、[1] audio/wav、audio/wave、audio/x-wav [2]
タイプコード	波
統一型識別子 (UTI)	com.microsoft.waveform-audio
開発者	IBMとマイクロソフト
初回リリース	1991年8月; 33年前[3] ( 1991-08 )
最新リリース	マルチチャンネルオーディオデータとWAVEファイル 2007年3月7日; 17年前（更新）[4] [5] ( 2007-03-07 )
フォーマットの種類	オーディオファイル形式、コンテナ形式
延長	リフ
延長	BWF、RF64

波形オーディオファイル形式（WAVE、またはファイル名の拡張子からWAVとも呼ばれる、^{[3] [6] [7]発音は}/ w æ v /または/ w eɪ v / ^[8]）は、パーソナルコンピュータでオーディオビットストリームを保存するためのオーディオファイル形式の標準です。この形式は、1991年にIBMとMicrosoftによって初めて開発され、公開されました。これは、 Microsoft Windowsシステムで非圧縮オーディオに使用される主要な形式です。通常のビットストリームエンコーディングは、線形パルス符号変調（LPCM）形式です。

WAV は、データをチャンクで保存するためのリソース交換ファイル形式(RIFF)ビットストリーム形式方式のアプリケーションであり、 AmigaおよびMacintoshコンピューターでそれぞれ使用される8SVXおよびオーディオ交換ファイル形式(AIFF) 形式に似ています。

WAVファイルは、 IBMとMicrosoftによって定義されたリソース交換ファイル形式（RIFF）のインスタンスです。^[3] RIFF形式は、さまざまなオーディオコーディング形式のラッパーとして機能します。

WAVファイルには圧縮された音声を含めることができますが、最も一般的なWAV音声フォーマットは、線形パルス符号変調（LPCM）フォーマットの非圧縮音声です。LPCMは、オーディオCDの標準音声コーディングフォーマットでもあり、サンプルあたり16ビットで44.1kHzでサンプリングされた2チャンネルLPCM音声を保存します。LPCMは圧縮されておらず、オーディオトラックのすべてのサンプルを保持するため、プロのユーザーやオーディオの専門家は、最高の音質を得るためにLPCM音声でWAVフォーマットを使用できます。^[9] WAVファイルは、ソフトウェアを使用して比較的簡単に編集および操作することもできます。

Microsoft Windows では、WAV 形式はオーディオ圧縮マネージャ(ACM) を使用して圧縮されたオーディオをサポートします。WAV ファイルを圧縮するには、任意の ACMコーデックを使用できます。ACMのユーザー インターフェイス(UI) には、Windows の一部のバージョンのサウンド レコーダーなど、ACM を使用するさまざまなプログラムからアクセスできます。

Windows 2000以降では、スピーカーの位置とともに複数のオーディオチャンネルデータWAVE_FORMAT_EXTENSIBLEを指定するヘッダーが定義され、標準WAV形式のサンプルタイプとコンテナサイズに関する曖昧さが排除され、形式のカスタム拡張の定義がサポートされるようになりました。^{[4] [5] [10]}

RIFF ファイルは、タグ付きファイル形式です。RIFF ファイルは、4 文字のタグ ( FourCC ) とチャンクのサイズ (バイト数) を含むヘッダーを持つ特定のコンテナー形式 (チャンク) を持ちます。タグはチャンク内のデータの解釈方法を指定し、いくつかの標準 FourCC タグがあります。すべて大文字のタグは予約済みタグです。RIFF ファイルの最も外側のチャンクにはタグがあります。チャンク データの最初の 4 バイトは、フォーム タイプを指定する追加の FourCC タグで、その後にサブチャンクのシーケンスが続きます。WAV ファイルの場合、追加のタグは です。RIFF データの残りの部分は、オーディオ情報を記述するチャンクのシーケンスです。 RIFFWAVE

タグ付きファイル形式の利点は、下位互換性を維持しながら後で形式を拡張できることです。^[11] RIFF（またはWAV）リーダーのルールは、認識できないタグ付きチャンクを無視することです。^[12]リーダーは新しい情報を使用できなくなりますが、混乱することはありません。

RIFF ファイルの仕様には、チャンクの定義が含まれていますINFO。チャンクには、作品のタイトル、著者、作成日、著作権情報などの情報を含めることができます。チャンクはINFOバージョン 1.0 で RIFF 用に定義されましたが、WAV ファイルの正式な仕様では参照されていませんでした。多くの読者がこれを処理するのに苦労しました。その結果、交換の観点から最も安全な方法は、チャンクINFOとその他の拡張子を省略し、最小公分母のファイルを送信することでした。INFOチャンクの配置に関する問題は他にもあります。

RIFFファイルは国際的な環境で使用されることが想定されているため、RIFFファイル内の文字列のCSET国コード、言語、方言、コードページを指定するためのチャンクがあります。 ^[13]たとえば、適切なCSETチャンクを指定すると、チャンク内の文字列INFO（およびRIFFファイル全体の他のチャンク）をキリル文字または日本語の文字として解釈できるようになります。

RIFFでは、JUNK内容が重要でないチャンクも定義されています。^[14] このチャンクでは、FourCCを変更するだけでチャンクを削除できます。また、このチャンクは将来の編集のためにスペースを予約しておくためにも使用できます。これにより、ファイルをサイズ変更せずに変更できるようになります。RIFFの後の規定では、同様のPADチャンクが導入されました。^[15]

WAVファイルの最上位定義は以下の通りである: ^[16]

<WAVE形式> → RIFF('WAVE'
                   <fmt-ck> // ファイルのフォーマット
                   [<fact-ck>] // ファクトチャンク
                   [<cue-ck>] // キューポイント
                   [<playlist-ck>] // プレイリスト
                   [<assoc-data-list>] // 関連データリスト
                   <wave-data> ) // 波形データ

最上位の RIFF 形式ではWAVEタグが使用されます。その後に、サンプル データの形式を記述する必須のチャンクが続きます<fmt-ck>。このチャンクには、サンプルのエンコーディング、チャネルあたりのビット数、チャネル数、サンプル レートなどの情報が含まれます。

WAV 仕様には、オプション機能がいくつか含まれています。オプションの<fact-ck>チャンクは、一部の圧縮コーディング方式のサンプル数を報告します。チャンク<cue-ck>は、wave ファイル内の重要なサンプル番号を識別します。<playlist-ck>チャンクを使用すると、サンプルを最初から最後までだけでなく、順番を変えて再生したり繰り返したりすることができます。関連データ リスト ( <assoc-data-list>) を使用すると、キュー ポイントにラベルやメモを添付できます。また、サンプルのグループにテキスト注釈 (キャプション情報など) を付けることもできます。

最後に、必須<wave-data>チャンクには、以前に指定した形式で実際のサンプルが含まれます。

WAV ファイルの定義では、INFOチャンクを配置する場所が示されていないことに注意してください。また、チャンクの配置CSET(使用される文字セットを指定する) についても何も示されていません。

RIFF 仕様は正式な仕様を目指していますが、その形式には他のタグ付き形式で見られるような正確さが欠けています。たとえば、RIFF 仕様では、サブチャンクのセットとサブチャンクの順序付けられたシーケンスが明確に区別されていません。RIFF 形式のチャンクは、それがシーケンス コンテナーであることを示唆しています。シーケンス情報は、WAV ファイルの RIFF 形式で、形式と一致して指定されています。「ただし、 は<fmt-ck>常に の前に出現する必要があり<wave-data>、これらのチャンクは両方とも WAVE ファイルで必須です。」^[17]LIST仕様では、チャンクもシーケンスであると示唆されています。「LIST チャンクには、サブチャンクのリスト、つまり順序​​付けられたシーケンスが含まれます。」 ^[18]INFOただし、仕様ではチャンクの正式な仕様は示されていません。サンプルチャンクでは、説明INFO LISTで示唆されているチャンク シーケンスが無視されていますINFO。^[19]LISTのチャンク定義では、チャンクを適切な形式セマンティクスを持つシーケンス コンテナーとして <wave-data>使用しています。LIST

WAV仕様は、オーディオサンプルの連続した配列をサポートしており、ほとんどのWAVファイルではこれを使用しています。仕様では、順番に再生されるサンプルと無音の個別のブロックもサポートされています。サンプルデータの仕様には明らかな誤りがあります。^[20]

<wave-data> には波形データが含まれます。これは次のように定義されます。
  <波形データ> → { <データck> | <データリスト> }
  <データ-ck> → データ( <波形データ> )
  <wave-list> → LIST( 'wavl' { <data-ck> | // 波形サンプル
                                <silence-ck> }... ) // 無音
  <silence-ck> → slnt( <dwSamples:DWORD> ) // 無音サンプルの数

明らかに、<data-list>(未定義) と<wave-list>(定義済みだが参照されていない) は同一であるはずです。これが解決されたとしても、生成規則では a に再帰<data-ck>が含まれることが許可されます(これはデータ解釈の問題を意味します)。再帰を回避するには、仕様を次のように解釈できます。 <wave-data>

<wave-data> → { <data-ck> | <wave-list> }
  <データ-ck> → データ( <bSampleData:BYTE> ... )
  <wave-list> → LIST( 'wavl' { <data-ck> | // 波形サンプル
                                <silence-ck> }... ) // 無音
  <silence-ck> → slnt( <dwSamples:DWORD> ) // 無音サンプルの数

WAVファイルには埋め込まれたIFFリストが含まれており、その中には複数のサブチャンクが含まれている場合があります。^{[21] [22] [23]}

これは WAV ファイル ヘッダー (44 バイト) の例です。データはリトルエンディアンのバイト順で保存されます。

[マスターRIFFチャンク]
   FileTypeBlocID (4 バイト): 識別子 « RIFF » (0x52、0x49、0x46、0x46)
   ファイルサイズ (4 バイト): 全体のファイルサイズから 8 バイトを引いた値
   FileFormatID (4 バイト): フォーマット = « WAVE » (0x57, 0x41, 0x56, 0x45)

[データ形式を説明するチャンク]
   FormatBlocID (4 バイト): 識別子「fmt␣」 (0x66、0x6D、0x74、0x20)
   BlocSize (4 バイト): チャンク サイズから 8 バイトを引いた値、つまりここでは 16 バイト (0x10)
   AudioFormat (2 バイト): オーディオ形式 (1: PCM 整数、3: IEEE 754 浮動小数点)
   NbrChannels (2 バイト): チャネル数
   周波数 (4 バイト): サンプル レート (ヘルツ単位)
   BytePerSec (4 バイト): 1 秒あたりに読み取るバイト数 (Frequency * BytePerBloc)。
   BytePerBloc (2 バイト): ブロックあたりのバイト数 (NbrChannels * BitsPerSample / 8)。
   BitsPerSample (2 バイト) : サンプルあたりのビット数

[サンプリングされたデータを含むチャンク]
   DataBlocID (4 バイト): 識別子「データ」(0x64、0x61、0x74、0x61)
   DataSize (4 バイト): サンプルデータのサイズ
   サンプルデータ

RIFFの派生として、WAVファイルはINFOチャンクでメタデータをタグ付けすることができます。さらに、WAVファイルは、拡張メタデータプラットフォーム（XMP）データ^[24]やID3タグ^[25]など、あらゆる種類のメタデータを追加チャンクに埋め込むことができます。RIFF仕様では、アプリケーションが認識しないチャンクを無視することが要求されており、アプリケーションは必ずしもこの追加情報を使用する必要はありません。

圧縮されていない WAV ファイルはサイズが大きいため、ビデオ、音楽、オーディオの専門家以外では、インターネット経由で WAV ファイルを共有することは一般的ではありません。この形式は高解像度であるため、ディスク容量やネットワーク帯域幅が制約にならないシステムで使用するために、高品質の第 1 世代のアーカイブ ファイルを保持するのに適しています。

非圧縮 WAV ファイルはサイズが大きいにもかかわらず、ほとんどのラジオ放送局、特にテープレス システムを採用しているラジオ放送局で使用されています。

• 英国のBBCラジオでは、同局で放送されるすべてのコンテンツにLPCM 48kHz 16ビットWAVオーディオを標準として要求している。^[26]
• 英国の商業ラジオ会社Global Radio は、放送チェーン全体で 44.1 kHz、16 ビットの 2 チャンネル WAV ファイルを使用しています。
• オーストラリアの放送局が開発したABC 「D-Cart」システムは、48 kHz、16 ビットの 2 チャンネル WAV ファイルを使用します。
• Digital Radio Mondiale コンソーシアムは、送信機シミュレーションおよび受信機テストの非公式標準として WAV ファイルを使用します。

WAV形式は、以下のファイルに制限されます。4  GiB 。これは、ファイルサイズをヘッダーに記録するために32 ビットの 符号なし整数を使用するためです。これは、 44.1 kHz、16 ビットステレオで CD 品質のオーディオに約 6.8 時間相当しますが、特により高いサンプリング レート、ビット解像度、またはチャンネル数が必要な場合は、この制限を超える必要がある場合があります。そのため、 Sound Forgeで使用するために W64 形式が作成されました。ヘッダーの64 ビットファイル サイズ フィールドにより、はるかに長い録音時間が可能になります。欧州放送連合によって指定されたRF64形式も、この問題を解決するために作成されました。

WAVファイルのサンプリングレートは1  Hzから4.3GHz で、チャンネル数は最大65535まで可能で、WAVファイルはオーディオ以外のデータにも使用されています。 たとえば、LTspiceでは、複数の回路トレース波形を個別のチャンネルに保存でき、適切なサンプリングレートで、フルスケール範囲は 音圧ではなく± 1VまたはAを表します。 ^[27]

オーディオコンパクト ディスク(CD) では WAV ファイル形式は使用されず、代わりにRed Book オーディオが使用されます。共通点は、オーディオ CD が非圧縮 16 ビット44.1 kHzステレオ LPCM としてエンコードされることです。これは WAV でサポートされている形式の 1 つです。

WAV ファイル内のオーディオは、 GSMやMP3などのさまざまなオーディオ コーディング形式でエンコードして、ファイル サイズを縮小できます。すべての WAV ファイル ( MP3圧縮を使用するファイルも含む) は.wav拡張子を使用します。

これは、LPCM、 ADPCM、Microsoft GSM 06.10、CELP、SBC、Truespeech、MPEG Layer-3などの WAV ファイルで使用可能なオーディオ コーディング形式のモノラル (ステレオではない) オーディオ品質と圧縮ビットレートを比較するためのリファレンスです。これらは、Windows に付属するデフォルトの ACM コーデックです。

• Windows Media オーディオ

ウィキメディア・コモンズには、 Waveform オーディオ形式に関連するメディアがあります。

• WAVE ファイル形式の仕様 - マギル大学より (最終更新: 2011-01-03)
• Microsoft の拡張可能な Wave 形式記述子 (2017 年 10 月 26 日更新)
• WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE の詳細情報 2024-03-03 にWayback Machineでアーカイブ- バース大学
• WAVE ファイル形式 - 技術詳細 (1999)
• WAV & BWF メタデータ ガイド
• Exifタグ。例えば128ページを参照。