mp3音频格式解析.docVIP

解析MP3音频格式 一、概述 MP3 文件是由帧 frame 构成的，帧是MP3 文件最小的组成单位。MP3 的全称应为MPEG1 Layer-3 音频文件，MPEG Moving Picture Experts Group 在汉语中译为活动图像专家组，特指活动影音压缩标准，MPEG 音频文件是MPEG1 标准中的声音部分，也叫MPEG 音频层，它根据压缩质量和编码复杂程度划分为三层，即 Layer-1、Layer2、Layer3，且分别对应MP1、MP2、MP3 这三种声音文件，并根据不同的用途，使用不同层 次的编码。MPEG音频编码的层次越高，编码器越复杂，压缩率也越高，MP1 和MP2 的压缩率分别为4：1 和 6：1-8：1，而MP3 的压缩率则高达10：1-12：1，也就是说，一分钟CD 音质的音乐，未经压缩需要10MB的存储空间，而经过MP3 压缩编码后只有1MB 左右。不过MP3 对音频信号采用的是有损压缩方式，为了降低声音失真度，MP3 采取了“感官编码技术”，即编码时先对音频文件进行频谱分析，然后用过滤器滤掉噪音电平，接着通过量化的方式将剩下的每一位打散排列，最后形成具有较高压缩比的MP3 文件，并使压缩后的文件在回放时能够达到比较接近原音源的声音效果。 名词解释： 比特率是指每秒传送的比特 bit 数。单位为 bps Bit Per Second ，比特率越高，传送的数据越大。 比特率比特率表示经过编码（压缩）后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，而比特就是二进制里面最小的单位，要么是0，要么是1。比特率与音、视频压缩的关系，简单的说就是比特率越高，音、视频的质量就越好，但编码后的文件就越大；如果比特率越少则情况刚好相反。 采样率（也称为采样速度或者采样频率）定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，单位用赫兹（Hz）来表示。采样频率的倒数是采样周期（也称为采样时间），它表示采样之间的时间间隔。这里要注意不要将采样率与位速相混淆。 二、MP3文件整体结构 MP3文件大体分为三部分：TAG_V2 ID3V2 ，Frame, TAG_V1 ID3V1 ID3V2标签帧 ID3v2在文件头，以字符串“ID3”为标志，包含了演唱者，作曲，专辑等信息，长度不固定，扩展了ID3V1的信息量。 音频数据帧 一系列的帧，个数由文件大小和帧长决定，每个FRAME的长度可能不固定，也可能固定，由位率bitrate决定，每个FRAME又分为帧头和数据实体两部分，帧头记录了mp3的位率，采样率，版本等信息，每个帧之间相互独立 ID3V1标签帧 ID3v1在文件结尾，以字符串“TAG”为标记，其长度是固定的128个字节，包含了演唱者、歌名、专辑、年份等信息。 三、MP3结构具体分析 1.ID3V2标签每个ID3V2.3 的标签都一个标签头和若干个标签帧或一个扩展标签头组成。关于曲目的信息如标题、作者等都存放在不同的标签帧中，扩展标签头和标签帧并不是必要的，但每个标签至少要有一个标签帧。标签头和标签帧一起顺序存放在MP3 文件的首部。 标签头 在文件的首部顺序记录10 个字节的ID3V2.3 的头部。数据结构如下： char Header[3]; /*必须为ID3否则认为标签不存在*/ char Ver; /*版本号ID3V2.3 就记录3*/ char Revision; /*副版本号此版本记录为0*/ char Flag; /*存放标志的字节，这个版本只定义了三位，稍后详细解说*/ char Size[4]; /*标签大小，包括标签头的10 个字节和所有的标签帧的大小*/ 注:最后4个字节表示ID3V2标签的大小，在实际寻找首帧的过程中，我发现大部分的mp3文件的标签大小是包含标签头的，但有的又是不包含的，可能是某些mp3编码器写标签的BUG，所以为了兼容只好认为其是包含的，如果按大小找不到，再向后有哪些信誉好的足球投注网站，直到找到首帧为止。 计算ID3V2标签帧的大小： 最后四个字节表示，但每个字节只用7 位，最高位不使用恒为0。所以格式如下： 0xxxxxxx 0xxxxxxx 0xxxxxxx 0xxxxxxx 计算大小时要将0 去掉，得到一个28 位的二进制数，就是标签大小 不懂为什么要这样做 ，计算公式如 下： int ID3V2_Size; ID3V2_Size Size[0]0x7F *0x200000 + Size[1]0x7F *0x4000 + Size[2]0x7F *0x80 + Size[3]0x7F 2 标签帧 每个标签帧都有一个10 个字节的帧头和至少一个字节的不固定长度的内容组成。它们也是顺序存放在文件中，和标签头和其他的标签帧也没有特殊的字符分隔。得到一个完整的帧的内容只有