使用 hsndfile (libsndfile) 的错误格式

Question

我正在尝试使用 hsndfile （libsndfile 的 Haskell 绑定）来生成 .wav 文件，但我又遇到了一个无法克服的难题。以下代码引发错误“格式错误”。 （如 openWavHandle 中所写）。我已经尝试了我认为存在的 HeaderFormatWav 和 SampleFormatPcm16 的字节顺序的所有组合，但无济于事。有谁知道如何解决这个问题？

import qualified Sound.File.Sndfile as Snd
import qualified Graphics.UI.SDL.Mixer.Channels as SDLC
import qualified Graphics.UI.SDL.Mixer.General as SDLG
import qualified Graphics.UI.SDL.Mixer.Samples as SDLS

import Control.Applicative
import Foreign.Marshal.Array
import Data.List.Split (splitOn)
import Data.Word (Word16)
import System.IO (hGetContents, Handle, openFile, IOMode(..))

a4 :: Double
a4 = 440.0

frameRate :: Int
frameRate = 16000

noteLength :: Double
noteLength = 5.0

volume = maxBound `div` 2 :: Word16

noteToFreq :: (String, Int) -> Double
noteToFreq (note, octave) =
    if octave >= -1 && octave < 10 && n /= 12.0
    then a4 * 2 ** ((o - 4.0) + ((n - 9.0) / 12.0))
    else undefined
    where o = fromIntegral octave :: Double
          n = case note of
                "B#" -> 0.0
                "C"  -> 0.0
                "C#" -> 1.0
                "Db" -> 1.0
                "D"  -> 2.0
                "D#" -> 3.0
                "Eb" -> 3.0
                "E"  -> 4.0
                "Fb" -> 4.0
                "E#" -> 5.0
                "F"  -> 5.0
                "F#" -> 6.0
                "Gb" -> 6.0
                "G"  -> 7.0
                "G#" -> 8.0
                "Ab" -> 8.0
                "A"  -> 9.0
                "A#" -> 10.0
                "Bb" -> 10.0
                "B"  -> 11.0
                "Cb" -> 11.0
                _    -> 12.0

notesToFreqs :: [(String, Int)] -> [Double]
notesToFreqs = map noteToFreq 

noteToSample :: Double -> [Word16]
noteToSample freq =
    take (round $ noteLength * fromIntegral frameRate) $
    map ((round . (* fromIntegral volume)) . sin) 
    [0.0, (freq * 2 * pi / fromIntegral frameRate)..]

notesToSamples :: [Double] -> [Word16]
notesToSamples = concatMap noteToSample 

getFileName :: IO FilePath
getFileName = putStr "Enter the name of the file: " >> getLine

openMFile :: FilePath -> IO Handle
openMFile fileName = openFile fileName ReadMode

getNotesAndOctaves :: IO String
getNotesAndOctaves = getFileName >>= openMFile >>= hGetContents 

noteValuePairs :: String -> [(String, Int)]
noteValuePairs = pair . splitOn " "
    where pair (x:y:ys) = (x, read y) : pair ys
          pair []       = []

getWavSamples :: IO [Word16]
getWavSamples = (notesToSamples . notesToFreqs . noteValuePairs) <$>
                getNotesAndOctaves 

extendNotes :: [Word16] -> [Word16]
extendNotes = concatMap (replicate 1000)

format :: Snd.Format
format = Snd.Format Snd.HeaderFormatWav Snd.SampleFormatPcm16 Snd.EndianBig

openWavHandle :: [Word16] -> IO Snd.Handle
openWavHandle frames =
    let info = Snd.Info (length frames) frameRate 1 format 1 False
    in if Snd.checkFormat info
       then Snd.openFile "temp.wav" Snd.WriteMode info
       else error "Bad format."

writeWav :: [Word16] -> IO Snd.Count
writeWav frames = openWavHandle frames >>= \h ->
                  newArray frames >>= \ptr ->
                  Snd.hPutBuf h ptr (length frames) >>= \c ->
                  return c

makeWavFile :: IO ()
makeWavFile = getWavSamples >>= \s ->
              writeWav s >>= \c ->
              putStrLn $ "Frames written: " ++ show c

Answer 1

Andrew，

我是 libsndfile 的主要作者，也是一名 Haskell 黑客。我已经看过这个，据我所知，以下最小示例代码应该可以工作。

import qualified Sound.File.Sndfile as Snd
import Control.Applicative
import Foreign.Marshal.Array
import Data.Word (Word16)
import System.IO (hGetContents, Handle, openFile, IOMode(..))

format :: Snd.Format
format = Snd.Format Snd.HeaderFormatWav Snd.SampleFormatPcm16 Snd.EndianFile

openWavHandle :: [Word16] -> IO Snd.Handle
openWavHandle frames =
    let info = Snd.Info (length frames) 441000 1 format 1 False
    in Snd.openFile "temp.wav" Snd.WriteMode info

writeWav :: [Word16] -> IO Snd.Count
writeWav frames = openWavHandle frames >>= \h ->
              newArray frames >>= \ptr ->
              Snd.hPutBuf h ptr (length frames) >>= \c ->
              return c

makeWavFile :: IO ()
makeWavFile = writeWav [1..256] >>= \c ->
          putStrLn $ "Frames written: " ++ show c


main :: IO ()
main = makeWavFile

事实上，它并没有表明 hsndfile 中存在问题。为了证明这一点，我将 C 源代码破解到 libsndfile 以打印出 SF_INFO 结构的值（hsndfile 称为 Info）并执行以下操作：

samplerate : 1
channels   : 65538
format     : 0x1

这显然是错误的。

我查看了 hsndfile 的 Interface.hsc 代码。格式字段的值实际上以通道字段结束，而通道字段以采样率字段结束。

我搞乱了这段代码，但我没有得到任何结果。我将 ping 上游 hsndfile 维护者。

Answer 2

感谢 Erik，此错误已在 Hackage 0.5.1 版中得到修复。

由于 Linux 上的 sndfile.h 中缺少包含内容，Haskell 绑定生成器无法确定样本计数 sf_count_t 的大小应为 64 位，并且作为结果 Info 结构在转换为 C 表示形式时出现乱码。

请将有关此问题的后续信息直接发送至 hsndfile 跟踪器。