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分类: 嵌入式

2009-09-19 20:04:20

MPEG简介 + 如何计算CBR/VBR MP3的播放时间 - 3

4.2.1 Xing TAG / Xing头(header

tagXING公司推出的算法/规范,所以叫做XING

对于大多数的VBR文件都加了此头,但并不全是。此头位于MPEG音频头后面的某个特定位置。包好了此XING头的第一个帧,其后的数据是空的,所以即使解码器没有考虑到此头,也可以正常处理此帧。对于Layer III的文件来说,比如常见的MP3,此VBR放在边信息(side information)之后。

 

下表是XING头的具体格式及含义:

位置

长度(字节)

含义

示例

0

4

4ASCII字符的VBR ID,要么是Xing,要么是Info,无NULL结尾(普通字符串都以NULL,\0结尾)

'Xing'

4

4

存放一个标志,用于表示接下来存在哪些域/字段,各字段逻辑或的结果.

0x0001 - 存在总帧数(Frames)字段

0x0002 - 存在文件大小(Bytes)字段

0x0004 –存在TOC字段

0x0008 – 存在音频质量指示字段

0x0007

就表示下面存在 总帧数,文件大小总字节数,TOC

8

4

总帧数(Frames),大端[可选]

7344

812

4

文件总大小,单位字节,大端[可选]

45000

81216

100

TOC表,大端[可选]

 

812, 16, 108, 112 116

4

音频质量指示,最差0,最好100,大端[可选]

0

5  XING

 

虽然知道了XING头的具体含义,可以去根据具体的值,解析出对应的含义了,但是,由于

其是放在side information之后的,所以,要先定位,找到XING头,关于其位置,用如下公式计算:

XING头位置 = MPEG头位置 +  MPEG帧头大小 + 边信息大小

= MPEG头位置 +  4              + 边信息大小          【公式4

根据头的格式,Xing头里面必须包含IDflag这两个段。其他字段都是可选的,是否包含,要看flag的值。有时候这个Xing头,CBR里面也有,此时,前面的ID的值就是Info,而不是Xing了。

4.2.2 VBRI头(header

据了解,目前此头信息,只有用Fraunhofer的编码器生成的MPEG音频文件,才会用到此头。其和Xing头不一样,其放在第一个MPEG头的后面,大小正好是32字节。其位置,长度和示例,都是以字节为单位。


 

下表是VBRi头的具体格式及含义,单位为字节:

位置

长度

含义

示例

0

4

4ASCII字符的VBRID“VBRI”NULL结尾

“VBRI”

4

2

版本ID,大端,类型:DWORD

1

6

2

延迟,类型:float

7344

8

2

音频质量指示

75

10

4

文件总大小,大端,类型:DWORD

45000

14

4

总的帧数,大端,类型:DWORD

7344

18

2

TOC表的表项数目,大端,类型:WORD

100

20

2

TOC表项的缩放因子,大端,类型:DWORD

1

22

2

单个TOC表项的大小,单位字节,最大为4,大端,类型:DWORD

2

24

2

帧数/表项,大端,类型:WORD

845

26

 

用于检索的TOC表,整型值,可以通过每个表项大小乘于表项个数得到此TOC表的总大小,大端

 

6  VBRI

5 计算CBRVBRMP3文件的播放时间的步骤

此处只是大概总结一下,具体解析出播放时间,需要哪些步骤。其对应的代码,可以去文章引用中的【1】,注册登录后,可以下载源代码,自己看,就知道了。

或者,可以去参考引用【2】中的MplayerVBR patch,里面写的更加简单,但是也更容易看明白。

5.1 定位到MPEG的帧头的位置

如果文件开始没有ID3 V2的头信息,那么一般MPEG的帧头位置是0,当然,具体还是要根据帧头中的同步位(sync bit,共11位去定位找到帧头。

5.2 解析MPEG帧头,获取必要信息

主要是根据帧头格式,解析出MPEG的版本,MPEGLayer,以及采样率,比特率等信息,用于后面的解码和计算播放时长。

5.3 判断是VBR还是CBR,根据公式计算播放时间

解析完MPEG头之后,按照如下步骤去判断是CBR还是VBR,并计算出播放时长:

5.3.1 定位出Xing

根据:

XING头位置 =  MPEG头位置 +  4  + 边信息大小                     【公式4

计算定位到XING头所在位置。上式中:

MPEG头位置:

如果没有ID3 V2这类的信息的话,那么MPEG头位置就是文件的最开始,即0的位置。

MPEG帧头大小:

固定的32 bit = 4字节,所以加4.

边信息大小:

对应Layer III,根据MPEG的版本,查下表可得,单位为字节:

 

MPEG 1

MPEG 2/2.5 (LSF)

立体声,联合立体声,双声道

32

17

单声道

17

9

7  Layer III的边信息(side information

5.3.2 如果有,解析Xing头,并计算播放时间

VBR文件播放总时间 总的帧数 × 每一帧的采样个数÷ 比特率          【公式3

计算出播放时间长度。

其中:

总的帧数(Number of Frames):

可以通过解析XING头,找出里面总帧数(Frames),这个字段,一般都是存在的。

每一帧的采样个数(Samples Per Frame):

根据前面解析MPEG,找到MPEG的版本,以及其实哪个Layer,然后根据表3.2.3 每帧的采样数,得到,每一帧有多少个采样。

比特率(Sampling Rate):

根据前面解析MPEG,找到4比特大小的比特率索引 ,然后根据表3.2.2 比特率(单位:Kbit/sec),得到此比特率大小。

5.3.3 果没XING头,定位出VBRI头位置,找VBRI

如果找到,解析VBRI,然后和XING头算法类似,得到需要的值,再根据【公式3计算出播放时间长度。

5.3.4 如果都没找到,说明是CBR,则计算CBR的播放时间

XingVBRI都无,则是CBR,然后就可以用【公式1【公式2】,计算出播放时间长度了。

其中【公式1】中所涉及到的:

每帧的采样数(Samples Per Frame):

同上,可根据MPEG头解析出来。

比特率(Bitrate):

同上,可根据MPEG头解析出来。

采样率(Sampling Rate):

根据MPEG头中解析出来的采样率索引,然后查表:表3.2.4 MPEG不同版本对应的采样率,即可。

填充大小(Padding Size):

根据MPEG帧头中的Padding位得知是0还是1。多数MP3,都没有padding,即为0.

计算出上面几个值后,可以根据:

帧大小 = ((每帧的采样数 ÷ 8 × 比特率) ÷ 采样率)+ 填充大小       【公式1

计算出帧大小,然后再去计算:

文件大小(File Size):

这个自己计算就可以得到,我的理解是:

文件大小 = 总文件大小头信息

这里的头信息,指的是ID3 V1ID3 V2之类的头。

剩下的,总文件大小,这个不用多解释吧,就是整个读取出来的文件大小。

然后,就可以根据:

播放时间 = 文件大小 ÷ 比特率 × 8                                   【公式2

计算出播放时间了。

 

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