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MPEG简介 + 如何计算CBR VBR MP3的播放时间 v1.4
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2011-04-24
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28页
简介MPEG相关知识 详细介绍如何计算CBR和VBR的MP3的播放时间 解释了一些MP3相关的知识的来由,包括: MP3的文件内容组织结构 MP3帧的时长是26ms的来历 怎么算出来MP3的压缩比大概是1:11的 问:每一个帧都包含头,会不很浪费空间?
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MPEG 简介 + 如何计算 CBR/VBR MP3 的播放时间
版本:1.4
作者:crifan
邮箱:green-waste (at) 163.com
版本历史
版本
日期
内容说明
1.0
2009-09-19
简介 MPEG 相关知识
详细介绍如何计算 CBR 和 VBR 的 MP3 的播放时间
1.4
2011-04-24
修正了 VBR 播放时间的计算公式(原中文说明部分有误)
添加了一些 MP3 相关的知识点的解释
调整了排版格式
目录
1. 正文之前 ..................................................................................... 4
1.1. 声明 ......................................................................................................... 4
1.2. 此文目的 ................................................................................................. 4
2. MPEG 的相关知识 ..................................................................... 5
2.1. MPEG 是啥.............................................................................................. 5
2.2. 为啥没有了 MPEG-3 ............................................................................... 5
2.3. MPEG2.5 又是啥 ..................................................................................... 5
2.4. MPEG 中不同帧之间的关系 ................................................................... 6
2.5. MPEG-1 和 MPEG-2 音频特性 ............................................................... 6
2.5.1. MPEG-1 音频(ISO/IEC 11172-3)................................................................ 6
2.5.2. MPEG-2 音频(ISO/IEC 13813-3) ............................................................... 6
2.6. 什么是 ISO/IEC 11172-3 和 ISO/IEC 13818-3 ........................................ 6
3. MP3 中常见的术语 .................................................................... 8
3.1. 啥叫 MP3 ................................................................................................. 8
3.2. 什么是 LSF .............................................................................................. 8
3.3. 什么是帧(frame) ................................................................................. 8
3.4. 什么是帧头(Frame Header) ................................................................ 8
3.5. 啥是 CBR 和 VBR ................................................................................... 8
3.6. 比特率(Bitrate) ................................................................................... 9
3.7. 边信息(Side Information) ................................................................... 9
3.8. MP3 的 TAG ............................................................................................ 9
4. MPEG 的帧 Frame .................................................................. 10
4.1. MPEG 帧头(Frame Header) .............................................................. 10
4.1.1. 举例说明 MPEG 帧头的含义 ........................................................................ 12
4.2. MPEG 音频数据 .................................................................................... 12
4.3. MPEG 帧的大小 .................................................................................... 13
4.3.1. 常见 MPEG 帧的音频数据大小是 418 字节 ................................................ 14
5. MP3 的播放时间的计算公式及 XING 和 VBRI 头介绍 ........ 16
5.1. CBR 的 MP3 的播放时间(duration)计算方法 ....................................... 16
5.2. VBR 的 MP3 的播放时间(duration)计算方法 ....................................... 16
5.2.1. 平均比特率法 ................................................................................................. 16
5.2.2. 总帧数法 ......................................................................................................... 17
5.2.3. VBR 的两种 Header:XING 和 VBRI .......................................................... 18
5.2.4. Xing TAG / Xing 头(header) ..................................................................... 18
5.2.5. VBRI 头(header) ........................................................................................ 19
6. 计算 CBR 和 VBR 的 MP3 文件的播放时间的步骤 .............. 21
6.1. 定位到 MPEG 的帧头的位置 ................................................................ 21
6.2. 解析 MPEG 帧头,获取必要信息 ........................................................ 21
6.3. 判断是 VBR 还是 CBR,根据公式计算播放时间 ............................... 21
6.3.1. 定位出 Xing 头的位置 ................................................................................... 21
6.3.2. 如果有 Xing 头,则是 VBR,解析 XING 头,计算播放时间 .................. 22
6.3.3. 如果没 XING 头,定位出 VBRI 头位置,找 VBRI 头 .............................. 22
6.3.4. 如果也没找到 VBRI 头,则是 CBR,计算 CBR 的播放时间 ................... 22
7. MP3 相关的一些知识点的解释 ............................................... 24
7.1. MP3 的文件的内容组织结构 ................................................................ 24
7.2. MP3 帧的时长是 26ms 的来历 ............................................................. 25
7.3. 怎么算出来 MP3 的压缩比大概是 1:11 的 ........................................... 25
7.4. 问:每一个帧都包含帧头,会不会很浪费空间? .............................. 26
7.4.1. 原因之一 ......................................................................................................... 26
7.4.2. 原因之二 ......................................................................................................... 26
8. 后记 ........................................................................................... 27
9. 文章引用 ................................................................................... 28
表格
表 1 MPEG 音频的帧头的格式 ......................................................................................... 10
表 2 MPEG 比特率索引表(单位:Kbit/s) .................................................................. 11
表 3 MPEG 帧的采样率索引表(单位:Hz) ................................................................ 11
表 4 MPEG 帧的采样数索引表(单位:个/帧)............................................................ 12
表 5 XING 头的格式及含义 ............................................................................................. 19
表 6 VBRI 头的格式及含义 ............................................................................................... 20
表 7 MPEG Layer III 的边信息(side information)(单位:字节) .......................... 21
表 8 MP3 文件的内容组织结构 ........................................................................................ 24
图片:
图表 1MPEG 帧头含义举例 ................................................................................................ 12
1. 正文乊前
1.1. 声明
本文所写内容,多数整理自互联网,版权归原作者所有
笔者知识有限,文中难免有误,欢迎批评指正,green-waste (at) 163.com
欢迎盗版,盗版不究,但请转载时注明原作者
1.2. 此文目的
了解 MPEG 相关知识
了解 MP3 的常见术语的含义
详解 VBR MP3 的帧头格式及含义
搞懂如何去计算 CBR 和 VBR 的 MP3 文件的播放时间(duration)
2. MPEG 的相关知识
想要了解如何计算 VBR 的 MP3 的播放时间之前,要了解一些和 MP3 相关的一些基本概念,
其中主要是 MPEG 的相关知识和编解码的一些基础知识。
2.1. MPEG 是啥
MPEG 全名 Moving Pictures Experts Group,动态图像专家组,简单说就是一个专家组,
专门研究一些音视频规范的,所以才叫专家,不是我们国家的“砖家”哦。这个专家组是在
ISO/IEC(International Standards Organization/International Electrotechnical Commission,
国际标准化组织/国际电工委员会)联合指导下成立的。这个组,专门去研究出一个数字音
视频的压缩相关的规范,所以最后研究出适用于不同应用环境的 N 多规范。
和事物发展的过程类似,研究出这么多的规范也是,不同时期,不同的版本,针对不同的应
用。也是由简到繁。并且,命名规则都是,按照阿拉伯数字从小到大的:MPEG 1,MPEG2,
MPEG4,MPEG-7,最新版本,好像都有 MPEG-21 了。
2.2. 为啥没有了 MPEG-3
估计有人纳闷了,中间的 MPEG3 咋没了呢?
是没 MPEG3,当然,不是被刘谦变魔术变没了,而是由于当时设计者没有规划好,导致已
经设计好的 MPEG2,性能太好了,都能干本来打算让 MPEG3 干的活了,所以后来干脆就
不去再设计 MPEG3 了,原定计划就取消了,也就没了 MPEG3。看来这个 MPEG3,待遇
貌似不比胎死腹中好多少。对于很多人误解的,以为 MP3 就是 MPEG-3,也就错的离谱了。
关于 MP3 的名称来历,下面会再解释。
2.3. MPEG2.5 又是啥
MPEG2.5,简单说就是出身不正,不是官方推出的规范。
MPEG 2.5 是针对 MPEG2 的一个非官方的扩展版本,支持更低的采样率。
关于其更多解释,网上找到这些:
MPEG 声音标准提供三个独立的压缩层次:Layer I、Layer II 和 Layer III。
用户具体选哪个 Layer,可以根据自己的要求,在权衡复杂性和声音质量之后,做出自己的
选择。
Layer I 的编码器最为简单,编码器的输出数据率为 384 kb/s,主要用于小型数字盒式
磁带(digital compact cassette,DCC)。
Layer II 的编码器的复杂程度属中等,编码器的输出数据率为 256 kb/s~192 kb/s,其
应用包括数字广播声音(digital broadcast audio,DBA)、数字音乐、CD-I(compact
disc-interactive)和 VCD(video compact disc)等。
Layer III 的编码器最为复杂,编码器的输出数据率为 64 kb/s,主要应用于 ISDN 上的
声音传输。
对于 Layer III:
MPEG-1 Layer III 支持的采样率为 32,44.1,48khz,比特率支持 32---320kbps
MPEG-2 Layer III 支持的采样率为 16,22.05,24khz,比特率支持 8---160kbps
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