wdq2wav.cpp

   1 /*****************************************************************************
   2 ** FILE IDENTIFICATION
   3 **
   4 **   Name:          wdq2wav.cpp
   5 **   Purpose:       Converts a channel of WinDAQ file to .WAV format
   6 **   Programmer:    Kevin Rosenberg <kevin@rosenberg.net>
   7 **   Date Started:  Jan 2003
   8 **
   9 **  Copyright (c) 2003 Kevin Rosenberg
  10 **
  11 **  $Id: wdq2wav.cpp,v 1.9 2003/01/21 09:38:59 kevin Exp $
  12 **
  13 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  14 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
  15 **  published by the Free Software Foundation.
  16 **
  17 **  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  18 **  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19 **  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  20 **  GNU General Public License for more details.
  21 **
  22 **  You should have received a copy of the GNU General Public License
  23 **  along with this program; if not, write to the Free Software
  24 **  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  25 ******************************************************************************/
  26
  27 #include <wdq2wav.h>
  28
  29 enum { O_VERBOSE, O_QUIET, O_DEBUG, O_HELP, O_VERSION };
  30
  31 static struct option my_options[] =
  32 {
  33   {"verbose", 0, 0, O_VERBOSE},
  34   {"quiet", 0, 0, O_QUIET},
  35   {"debug", 0, 0, O_DEBUG},
  36   {"help", 0, 0, O_HELP},
  37   {"version", 0, 0, O_VERSION},
  38   {0, 0, 0, 0}
  39 };
  40
  41 static const char* g_szIdStr = "$Id: wdq2wav.cpp,v 1.9 2003/01/21 09:38:59 kevin Exp $";
  42
  43 static bool g_quiet = false;
  44 static bool g_verbose = false;
  45 static bool g_debug = false;
  46
  47 void
  48 error_msg (const char *msg)
  49 {
  50   std::cerr << msg << "\n";
  51 }
  52
  53 void
  54 info_msg (const char* msg)
  55 {
  56   std::cout << msg << "\n";
  57 }
  58
  59 void
  60 info_msg_sans_newline (const char* msg)
  61 {
  62   std::cout << msg;
  63 }
  64
  65 const char*
  66 fileBasename (const char* filename)
  67 {
  68   const char* p = strrchr (filename, '/');
  69   return (p ? p + 1 : filename);
  70 }
  71
  72 char *
  73 str_rm_tail (char *str, const char* const charlist)
  74 {
  75   int i;
  76
  77   for (i = strlen(str) - 1; i >= 0; i--)
  78     if (strchr (charlist, str[i]) != NULL)
  79       str[i] = 0;
  80     else
  81       break;            /* found non-specified char, all done */
  82
  83   return (str);
  84 }
  85
  86 char *
  87 str_wrm_tail (char *str)
  88 {
  89   return (str_rm_tail(str, "\b\t\n\r"));
  90 }
  91
  92
  93 void
  94 usage (const char* progname)
  95 {
  96   std::cout << "usage: " << fileBasename (progname) << " <wdq-file> <channel-number> <wav-file>\n";
  97   std::cout << "     --quiet     Supress all messages\n";
  98   std::cout << "     --verbose   Verbose mode\n";
  99   std::cout << "     --debug     Debug mode\n";
 100   std::cout << "     --version   Print version\n";
 101   std::cout << "     --help      Print this help message\n";
 102 }
 103
 104
 105 int
 106 main (int argc, char *argv[])
 107 {
 108     while (1) {
 109       int c = getopt_long (argc, argv, "", my_options, NULL);
 110       if (c == -1)
 111         break;
 112
 113       switch (c) {
 114       case O_VERSION:
 115         std::cout << "Version " << g_szIdStr << std::endl;
 116         break;
 117       case O_QUIET:
 118         g_quiet = true;
 119         break;
 120       case O_VERBOSE:
 121         g_verbose = true;
 122         break;
 123       case O_DEBUG:
 124         g_debug = true;
 125         break;
 126       case O_HELP:
 127       case '?':
 128         usage(argv[0]);
 129         return (0);
 130       default:
 131         usage(argv[0]);
 132         return (1);
 133       }
 134     }
 135
 136     if (optind + 3 < argc) {
 137       std::cerr << "Too many parameters\n";
 138       usage (argv[0]);
 139       return (1);
 140     }
 141
 142     char wdq_fname[MAX_INPUT_STR];
 143     if (optind < argc)
 144       strncpy (wdq_fname, argv [optind], MAX_INPUT_STR);
 145     else {
 146       std::cout << "Enter input WinDAQ filename: ";
 147       std::cin.getline (wdq_fname, MAX_INPUT_STR);
 148     }
 149
 150     char channel_buf [MAX_INPUT_STR];
 151     if (optind + 1 < argc)
 152       strncpy (channel_buf, argv[optind+1], MAX_INPUT_STR);
 153     else {
 154       std::cout << "Enter channel number: ";
 155       std::cin.getline (channel_buf, MAX_INPUT_STR);
 156     }
 157
 158     char *channel_endptr;
 159     int channel = static_cast<int>(strtol (channel_buf, &channel_endptr, 10));
 160     if (*channel_endptr != 0) {
 161       std::ostringstream os;
 162       os << "Error: Channel " << channel_buf << " is not an integer";
 163       error_msg (os.str().c_str());
 164       usage (argv[0]);
 165       return (1);
 166     }
 167
 168     char wav_fname[MAX_INPUT_STR];
 169     if (optind + 2 < argc)
 170       strncpy (wav_fname, argv[optind+2], MAX_INPUT_STR);
 171     else {
 172       std::cout << "Enter output wav filename: ";
 173       std::cin.getline (wav_fname, MAX_INPUT_STR);
 174     }
 175
 176     if (! wdq2wav (wdq_fname, channel, wav_fname))
 177       return 1;
 178
 179     return 0;
 180 }
 181
 182 bool
 183 wdq2wav (const char* wdq_fname, const int channel, const char *wav_fname)
 184 {
 185   WindaqFile wdq (wdq_fname);
 186
 187   if (! wdq.ReadHeader()) {
 188     if (wdq.m_error.size()) {
 189       std::ostringstream os;
 190       os << "Error reading file " << wdq_fname << ": " << wdq.m_error.c_str();
 191       error_msg (os.str().c_str());
 192     } else {
 193       std::ostringstream os;
 194       os << "Error reading file " << wdq_fname;
 195       error_msg (os.str().c_str());
 196     }
 197     return false;
 198   }
 199   if (! g_quiet || g_verbose || g_debug) {
 200     std::ostringstream os1;
 201     os1 << "File " << wdq_fname;
 202     info_msg (os1.str().c_str());
 203     std::ostringstream os2;
 204     time_t time = wdq.m_time_acq_start;
 205     struct tm* tm = gmtime (&time);
 206     os2 << "  Time File Creation: " << asctime(tm);
 207     info_msg_sans_newline (os2.str().c_str());
 208     std::ostringstream os3;
 209     time = wdq.m_time_acq_stop;
 210     tm = gmtime (&time);
 211     os3 << "  Time File Written: " << asctime(tm);
 212     info_msg_sans_newline (os3.str().c_str());
 213     std::ostringstream os4;
 214     os4 << "  Samples: " << wdq.m_nSamples <<
 215       ", Channels: " << wdq.m_nChannels <<
 216       ", Sample Rate: " << wdq.m_sample_rate;
 217     info_msg (os4.str().c_str());
 218   }
 219
 220   WindaqChannel wdq_channel (wdq, channel);
 221   if (! wdq_channel.m_valid) {
 222     error_msg ("Error reading data from channel");
 223     return false;
 224   }
 225
 226   if (! g_quiet || g_verbose || g_debug) {
 227     std::ostringstream os1;
 228     os1 << "Channel " << channel;
 229     info_msg (os1.str().c_str());
 230     std::ostringstream os2;
 231     os2 << "  Units: " << wdq_channel.m_units.c_str();
 232     info_msg (os2.str().c_str());
 233     std::ostringstream os3;
 234     os3 << "  Raw minimum: " << wdq_channel.m_min_raw_data <<
 235       ", maximum: " << wdq_channel.m_max_raw_data;
 236     info_msg (os3.str().c_str());
 237   }
 238   if (g_debug) {
 239     std::ostringstream os4;
 240     os4 << "  Scaled minimum: " << wdq_channel.m_min_scaled_data <<
 241       ", maximum: " << wdq_channel.m_max_scaled_data;
 242     info_msg (os4.str().c_str());
 243     std::ostringstream os5;
 244     os5 << "  Slope " <<  wdq_channel.m_slope <<
 245       ", Intercept " <<  wdq_channel.m_intercept;
 246     info_msg (os5.str().c_str());
 247   }
 248
 249   WavFile wav (wdq_channel, wav_fname);
 250
 251   if (! wav.m_valid) {
 252     error_msg ("Error extracting wav from channel");
 253     return false;
 254   }
 255
 256   if (! wav.WriteFile ()) {
 257     error_msg ("Error writing file");
 258     return false;
 259   }
 260
 261   return true;
 262 }
 263
 264
 265 WindaqFile::WindaqFile (const char* fname)
 266   : m_fd(0), m_nChannels(0), m_nSamples(0), m_sample_rate(0), m_valid(false),
 267     m_strFile (fname)
 268 {
 269 }
 270
 271 WindaqFile::~WindaqFile ()
 272 {
 273   if (m_fd != 0)
 274     close (m_fd);
 275 }
 276
 277 bool
 278 WindaqFile::ReadHeader ()
 279 {
 280   unsigned short int tmp2;
 281   unsigned int tmp4;
 282
 283   m_valid = false;
 284   if ((m_fd = open (m_strFile.c_str(), O_RDONLY)) < 0) {
 285     m_error = "Unable to open file";
 286     return false;
 287   }
 288
 289   lseek (0, 0, SEEK_SET);
 290   if (read (m_fd, &tmp2, sizeof(tmp2)) != sizeof(tmp2)) {
 291     return false;
 292   }
 293   m_nChannels = tmp2 & 0x1f;
 294   m_sr_denom = (tmp2 & 0x7fff) >> 5;
 295   m_sr_numer = (tmp2 & 0x8000) << 1;
 296
 297   if (read (m_fd, &tmp2, sizeof(tmp2)) != sizeof(tmp2))
 298     return false;
 299
 300   m_sr_numer |= tmp2;
 301   m_sample_rate = (double) m_sr_numer / (double) (m_sr_denom * m_nChannels);
 302
 303   if (read (m_fd, &tmp2, sizeof(tmp2)) != sizeof(tmp2))
 304     return false;
 305
 306   m_channel_offset = tmp2 & 0xFF;
 307   m_nBytes_channel_header = tmp2 >> 8;
 308
 309   if (read (m_fd, &tmp2, sizeof(tmp2)) != sizeof(tmp2))
 310     return false;
 311
 312   m_nHeader_bytes = tmp2;
 313
 314   if (read (m_fd, &tmp4, sizeof(tmp4)) != sizeof(tmp4))
 315     return false;
 316
 317   m_nData_bytes = tmp4;
 318   m_nSamples = (m_nData_bytes / m_nChannels) / 2;
 319
 320   lseek (m_fd, 36, SEEK_SET);
 321   if (read (m_fd, &tmp4, sizeof(tmp4)) != sizeof(tmp4))
 322     return false;
 323
 324   m_time_acq_start = tmp4;
 325   if (read (m_fd, &tmp4, sizeof(tmp4)) != sizeof(tmp4))
 326     return false;
 327
 328   m_time_acq_stop = tmp4;
 329
 330   // Verify Windaq signature
 331   lseek (m_fd, m_nHeader_bytes - 2, SEEK_SET);
 332   if (read (m_fd, &tmp2, sizeof(tmp2)) != sizeof(tmp2))
 333     return false;
 334
 335   if (tmp2 != 0x8001) {
 336     std::ostringstream os;
 337     m_error = "File is not a valid WinDAQ file";
 338     return false;
 339   }
 340
 341   m_valid = true;
 342   return true;
 343 }
 344
 345
 346 WindaqChannel::WindaqChannel (WindaqFile& wdq, const int channel)
 347   : r_wdq(wdq), m_data(0), m_slope(0), m_intercept (0), m_channel(channel),
 348     m_valid(false)
 349 {
 350   if (wdq.m_valid) {
 351     if (channel >= 1 && channel <= wdq.m_nChannels) {
 352       m_valid = true;
 353       read_channel_data();
 354     } else {
 355       std::ostringstream os;
 356       os << "Channel " << channel << " is invalid, valid range 1-" <<
 357         wdq.m_nChannels;
 358       error_msg (os.str().c_str());
 359     }
 360   }
 361 }
 362
 363 WindaqChannel::~WindaqChannel ()
 364 {
 365   if (m_data)
 366     delete m_data;
 367 }
 368
 369 bool
 370 WindaqChannel::read_channel_data ()
 371 {
 372   unsigned short int tmp2;
 373   unsigned int tmp4;
 374   double float8;
 375
 376   int fd = r_wdq.m_fd;
 377
 378   if (! m_valid)
 379     return false;
 380
 381   m_data = new signed short int [r_wdq.m_nSamples * 2];
 382
 383   lseek (fd, r_wdq.m_channel_offset + 8 +
 384          (m_channel - 1) * r_wdq.m_nBytes_channel_header,
 385          SEEK_SET);
 386   if (read (fd, &float8, sizeof(float8)) != sizeof(float8)) {
 387     error_msg ("Error reading file");
 388     return false;
 389   }
 390   m_slope = float8;
 391   if (read (fd, &float8, sizeof(float8)) != sizeof(float8)) {
 392     error_msg ("Error reading file");
 393     return false;
 394   }
 395   m_intercept = float8;
 396
 397   char units[7];
 398   units[6] = 0;
 399   if (read (fd, units, 6) != 6) {
 400     error_msg ("Error reading file");
 401     return false;
 402   }
 403   m_units = units;
 404
 405   unsigned int row_bytes = 2 * r_wdq.m_nChannels;
 406   signed short int sample_row [row_bytes];
 407
 408   signed short int* psample = &sample_row[m_channel - 1];
 409
 410   lseek (fd, r_wdq.m_nHeader_bytes, SEEK_SET);
 411   long int i;
 412   signed short int data_max, data_min;
 413   for (i = 0; i < r_wdq.m_nSamples; i++) {
 414     if (read (fd, sample_row, row_bytes) != row_bytes) {
 415       std::ostringstream os;
 416       os << "Error reading file at " << i;
 417       error_msg (os.str().c_str());
 418       return false;
 419     }
 420
 421     signed short int value = *psample >> 2;
 422     m_data[i] = value;
 423
 424     if (i == 0) {
 425       data_max = value;
 426       data_min = value;
 427     } else {
 428       if (value > data_max)
 429         data_max = value;
 430       else if (value < data_min)
 431         data_min = value;
 432     }
 433   }
 434
 435   m_max_raw_data = data_max;
 436   m_min_raw_data = data_min;
 437   m_max_scaled_data = (m_slope * data_max) + m_intercept;
 438   m_min_scaled_data = (m_slope * data_min) + m_intercept;
 439
 440   return true;
 441 }
 442
 443
 444 WavFile::WavFile (WindaqChannel& wdq_channel, const char* fname)
 445   : m_valid(false), m_data(0), m_nSamples(0), m_strFile(fname), m_fd(0)
 446 {
 447   if (wdq_channel.m_valid) {
 448     m_nSamples = wdq_channel.r_wdq.m_nSamples;
 449     m_nChannels = 1;
 450     m_nBitsPerSample = 16;
 451     m_nBytesPerSample = 2;
 452     m_rate = wdq_channel.r_wdq.m_sample_rate;
 453     m_data = new signed short int [m_nSamples];
 454
 455     double data_offset = -wdq_channel.m_min_scaled_data;
 456     double data_scale = 0.;
 457     if (wdq_channel.m_max_scaled_data != wdq_channel.m_min_scaled_data)
 458       data_scale = 65535. / (wdq_channel.m_max_scaled_data -
 459                              wdq_channel.m_min_scaled_data);
 460
 461     if (g_debug) {
 462       std::ostringstream os;
 463       os << "  Wav data_scale: " << data_scale << ", data_offset: " << data_offset;
 464       info_msg (os.str().c_str());
 465     }
 466
 467     signed short int* input = wdq_channel.m_data;
 468     double slope = wdq_channel.m_slope;
 469     double intercept = wdq_channel.m_intercept;
 470
 471     long int i;
 472     for (i = 0; i < m_nSamples; i++) {
 473       double value = input[i];
 474       value = (slope * value) + intercept;
 475       value = (value + data_offset) * data_scale;
 476       value += 0.5 - 32768;
 477       m_data[i] = static_cast<signed short int>(value);
 478     }
 479   }
 480
 481   m_valid = true;
 482 }
 483
 484
 485 WavFile::~WavFile ()
 486 {
 487   if (m_fd != 0)
 488     close (m_fd);
 489
 490   if (m_data != NULL)
 491     delete m_data;
 492 }
 493
 494 bool
 495 WavFile::WriteFile ()
 496 {
 497   unsigned short int tmp2;
 498   unsigned int tmp4;
 499   unsigned long data_bytes = m_nSamples * 2;
 500
 501   if (! m_valid)
 502     return false;
 503
 504   if (m_fd == 0)
 505     if ((m_fd = open (m_strFile.c_str(), O_WRONLY | O_TRUNC | O_CREAT,
 506                       S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)) == 0) {
 507       std::ostringstream os;
 508       os << "Error opening output file " << m_strFile.c_str();
 509       error_msg (os.str().c_str());
 510       return false;
 511     }
 512
 513   lseek (m_fd, 0, SEEK_SET);
 514   if (write (m_fd, "RIFF", 4) != 4) {
 515     error_msg ("Error writing file");
 516     return false;
 517   }
 518
 519   /* Length of file post 8 byte header */
 520   tmp4 = 36 + data_bytes;
 521   if (write (m_fd, &tmp4, sizeof(tmp4)) != sizeof(tmp4)) {
 522     error_msg ("Error writing file");
 523     return false;
 524   }
 525
 526   if (write (m_fd, "WAVEfmt ", 8) != 8) {
 527     error_msg ("Error writing file");
 528     return false;
 529   }
 530   tmp4 = 0x10;
 531   if (write (m_fd, &tmp4, sizeof(tmp4)) != sizeof(tmp4)) {
 532     error_msg ("Error writing file");
 533
 534   }
 535   tmp2 = 1;
 536   if (write (m_fd, &tmp2, sizeof(tmp2)) != sizeof(tmp2)) {
 537     error_msg ("Error writing file");
 538     return false;
 539   }
 540   /* Number of channels */
 541   tmp2 = m_nChannels;
 542   if (write (m_fd, &tmp2, sizeof(tmp2)) != sizeof(tmp2)) {
 543     error_msg ("Error writing file");
 544     return false;
 545   }
 546   tmp4 = static_cast<int> (m_rate + 0.5);
 547   /* Sample rate */
 548   if (write (m_fd, &tmp4, sizeof(tmp4)) != sizeof(tmp4)) {
 549     error_msg ("Error writing file");
 550     return false;
 551   }
 552   tmp4 = static_cast<int> (m_rate * m_nBytesPerSample + 0.5);
 553   /* Bytes per second */
 554   if (write (m_fd, &tmp4, sizeof(tmp4)) != sizeof(tmp4)) {
 555     error_msg ("Error writing file");
 556     return false;
 557   }
 558   tmp2 = m_nBytesPerSample * m_nChannels;
 559   /* Bytes per sample */
 560   if (write (m_fd, &tmp2, sizeof(tmp2)) != sizeof(tmp2)) {
 561     error_msg ("Error writing file");
 562     return false;
 563   }
 564   tmp2 = m_nBitsPerSample;
 565   /* Bits per sample */
 566   if (write (m_fd, &tmp2, sizeof(tmp2)) != sizeof(tmp2)) {
 567     error_msg ("Error writing file");
 568     return false;
 569   }
 570   if (write (m_fd, "data", 4) != 4) {
 571     error_msg ("Error writing file");
 572     return false;
 573   }
 574   tmp4 = data_bytes;
 575   /* Data length */
 576   if (write (m_fd, &tmp4, sizeof(tmp4)) != sizeof(tmp4)) {
 577     error_msg ("Error writing file");
 578     return false;
 579   }
 580
 581   long int i;
 582   for (i = 0; i < m_nSamples; i++) {
 583     signed short int stmp2 = m_data[i];
 584     if (write (m_fd, &stmp2, sizeof(stmp2)) != sizeof(stmp2)) {
 585       error_msg ("Error writing file");
 586       return false;
 587     }
 588   }
 589
 590   if (close (m_fd) < 0)
 591     error_msg ("Error closing output file");
 592
 593   m_fd = 0;
 594   return true;
 595 }
 596
 597
 598
 599