如何将MP3音频数据转换为原始WAV音频数据？

1. 提取原始WAV数据 #

原始WAV文件提取的前20条样本数据：

[-139   18 -215   34 -196    6 -295  -31 -301  -35 -211   13  -93   47 -60   39  -58    7  -17    2]

实现代码：

from pydub import AudioSegment
import numpy as np

song = AudioSegment.from_file("test.wav")
extract_data = np.array(song.get_array_of_samples())
print(extract_data[:20])

2. WAV转MP3后提取数据 #

转换为MP3后提取的前20条样本数据：

[-108    7 -193   24 -223   11 -239  -31 -248  -43 -203  -10 -101   23 -14   24   10   15   24   16]

实现代码：

song = AudioSegment.from_file("test.wav")
song.export("test.mp3")
mp3_song = AudioSegment.from_file("test.mp3")
extract_data = np.array(mp3_song.get_array_of_samples())
print(extract_data[:20])

3. MP3转WAV后提取数据 #

将MP3转WAV后，提取的数据仍与MP3解码后一致，而非原始WAV数据：
实现代码：

mp3_song = AudioSegment.from_file("test.mp3")
mp3_song.export("test1.wav", format="wav")

song = AudioSegment.from_file("test1.wav")
extract_data = np.array(song.get_array_of_samples())
print(extract_data[:20])

核心问题 #

如何将MP3数据转换为原始WAV数据？

无法将MP3转换回完全一致的原始WAV数据。

原因在于MP3是有损压缩格式：编码过程中会基于心理声学模型，丢弃人耳难以感知的音频频率和细节信息，以此大幅减小文件体积。这种数据丢失是不可逆的，没有任何工具可以恢复被丢弃的原始音频信息。

你将MP3转WAV后得到的文件，只是把MP3解码后的PCM音频数据封装成了WAV格式，本质还是MP3解码后的信号，和原始WAV的样本数据必然存在差异。

如果需要在压缩后仍能完全还原原始WAV数据，应该使用无损压缩格式（如FLAC、ALAC），这类格式在压缩时不会丢失任何音频信息，解码后可以得到和原始WAV完全一致的样本数据。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yali