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四、Mp3文件类型及其判断

    根据前两篇文章的分析,帧分为标签帧和数据帧,MP3文件类型是根据数据帧的类型来分的,文件类型如下表:

 

位率相等(Constant BitRate)

CBR  Mp3文件

位率不等(Variable BitRate)

Xing  Mp3文件

VBRI  Mp3文件

一、如何判断一个Mp3文件的类型,CBR文件,VBRI文件还是Xing文件

以功能流程图的形式:

二、文件播放时长的计算问题。

     区分了文件类型就可以计算Mp3文件的播放时长了。

1.CBR文件的时长计算(duration)

    对于计算CBR 的MP3的播放时间,其是Constant Bitrate,固定的比特率,每一帧的比特率也都是固定的同样的大小,所以,相对来说,很容易想得到,用文件大小,直接除于比特率,就可以得到文件的播 放时间了,即就用如下公式可以计算MP3的播放时间:
CBR Duration = File Size(Byte) ×  8 bit/Byte ÷ (Bitrate(K bit/s)×  1000 bit/Kbit )
CBR播放时间 = 文件大小(字节)×  8比特/字节 ÷(比特率 千比特/秒 ×1000 比特/千比特) 【公式1】
其中:
?  文件大小:严格地说,应该是 MP3的文件总大小,减去 MP3的 Tag 的大小,即:文件大小  = 总的MP3文件大小 – MP3的 Tag 大小;其中,MP3的 Tag,往往和 MP3文件总大小相比,几乎可以忽略不计,所以,一般也可以直接用总的MP3为文件大小,直接来计算:文件大小  = 总的MP3文件大小。
?  比特率:可以通过解析MP3文件的第一帧的MPEG的帧头,得到比特率的索引值,然后查比特率索引表,即可得到比特率是多少。
     所以,可以看出,对于 CBR的文件,可以用上面的公式,获得MP3文件大小后,再去解析第一帧的MPEG帧头,得到比特率索引值,查表得到比特率的值,然后就算出整个CBR MP3文件的播放时间。

2.VBR文件的时长计算(duration)

2.1平均比特率法
这个方法,就是和CBR 同样的思路,对于 VBR 的MP3来说,假如也像 CBR 的MP3一样,也有个类似的每一帧都是固定的某个值的比特率,那么计算整个 VBR的播放时间,也就可以用上面CBR 一样的公式去计算了。  由此,就有了平均比特率的概念,即,将所有帧的比特率的值相加,得到一个总的比特率的值,然后除于总的帧数,就得到了一个平均比特率,这样,使得理论上,此 VBR 相当于一个比特率为该平均比特率的CBR 了。 
     不过,可以看出,需要计算平均比特率之前,要先得到每一帧的比特率的值,以及总的帧的数目,然后才可以计算平均比特率的值。而为了得到每一帧的比特率的值,就要将整个 VBR MP3文件都遍历一遍,以此找到所有的帧,并解析每一个帧的帧头,得到比特率索引值,然后查表得到比特率的值。如此做的话,效率显然很低。因为此处只是为了计算整个 VBR MP3的播放时间,却要遍历整个文件,还要解析每一帧的帧头。

2.2 总帧数法

总帧数法,即利用总的帧的数目,来计算 VBR 的播放时间。
此方法的前提,也是MP3文件的规范(以下两点非常重要):
(1)MP3,即 MPEG-1,Layer III,不论是 CBR,还是 VBR,每一帧的采样个数都是固定的 1152个。即每一帧,都是固定的 1152个采样。
(2)CBR和 VBR中的固定和可变,都是指的是比特率 Bitrate,而不是采样率 Sample Rate。对于同一 MP3文件,不论 CBR还是 VBR,采样率都是固定的。

 
了解了这两个前提后,就可以看出,对于 VBR 来说,虽然每一帧的比特率不同,但是每一帧的时间都是固定的,因为

每一帧的时间= 该帧的采样个数  * 该帧的采样率 = 1152 * 采样率

其中:
?  采样个数:MPEG-1,Layer III,即MP3,不论是CBR 还是VBR,都是固定的 1152 采样率:对于单个的 VBR 文件,都是统一的,固定的,常见的是 44100Hz。采样率可
以通过解析第一帧的帧头得出采样率索引,然后查表得到采样率。 
 既然知道了每一帧的时间都是固定的,那么很容易就想到,如果知道 VBR MP3有一共多少帧,那么就可以用 总的帧数 × 每一帧的时间 = 总的时间长度了。公式如下:

VBR Duration
= Total_Frame_Number * Time_Per_Frame
= Total_Frame_Number * (Sample_Number * Time_Per_Sample)
= Total_Frame_Number * (Sample_Number * (1 / Frame_Sample_Rate))  ------------------因为是Mp3,所以Sample_Number=1152

所以,剩下的事情,就是去得到 VBR MP3的总的帧数和采用率。 获取第一个数据帧,解析帧的帧头,别忘了,在VBR文件的“Xing”标志或“VBRi”标志的头中,会记录帧的总个数,这样就可以轻易地得到总的帧数和采样率了。不过如果帧头没有记录总帧数信息的话,还得遍历整个文件计算总帧数。

四、Mp3文件类型及其判断