Как правильно определять начало фрейма в mp3-файле?

Question

[agp88]

Добрый день. Я пытаюсь научиться программированию на C++. Т.к. решать абстрактные задачи без практического применения мне скучно, решил написать условно-полезную программу, которая высчитывает длину mp3 файла.
Руководствовался вот этой статьёй: habrahabr.ru/post/103635
Согласно ей, каждый фрейм имеет вначале 11 синхронизационных бит, которые установлены в единицу. Моя программа ищет в файле значения 0xFFFA и 0xFFFB - именно такие значения может принимать первая половина заголовка фрейма. Однако, некоторые фреймы имеют заголовки 0xFFFA0000. Если этот заголовок расшифровать, то "индекс битрейта" получается равен 0. По всем таблицам этому значению соответствует некий "свободный битрейт", что это значит, и с чем его едят?
Так же мне интересно, может ли данная комбинация (0xFFFA или 0xFFFB) не быть началом нового фрейма, а быть просто куском аудиоданных? Как тогда правильно находить начало фрейма?

Answer 1

[Сергей Протько]

"free" means free format. The free bitrate must remain constant, an must be lower than the maximum allowed bitrate. Decoders are not required to support decoding of free bitrate streams.

www.mp3-tech.org/programmer/frame_header.html

Это кастомный формат. То есть то как данные хранятся не регламентируется в спецификации. Вам не обязательно поддерживать обработку таких фреймов.

Основная соль этих фреймов то, как хранятся данные. А хранятся они тупо в стриме, а не пакетами фиксированной длины. Это позволяет задавать более высокий битрейт (до 640 килобит в секунду) и делать какие-то кастомные штуки для своих кодеков.

Comments

[agp88]

Да, эту статью (и множество других) я читал. Что конкретно подразумевается под free? Как мне узнать численное значение битрейта, это нужно для вычисления длины фрейма.

[agp88]

Да и вообще, что-то здесь нечисто. На весь файл много-много фреймов с постоянным битрейтом (320кбит/с) и немного ( с тысячу) таких вот, со свободным. Мне кажется, что я просто неправильно определяю начало фрейма и вместе с нормальными, программа определят некий "мусор" за начало заголовка фрейма.

[Сергей Протько]

@agp88 ну исходя из заголовка мы имеем дело с MPEGv1, Layer I, не CBR, со свободным форматом... в принципе норм. Вот если бы защитный бит был 0, то тогда уже сомнительно.

[Сергей Протько]

@agp88 ну и да, а вы получается просто ищите такую вот комбинацию бит? То есть найдя оную не переходите просто к концу фрейма? тогда да, возможно.

[agp88]

@Fesor да, ищу комбинацию бит, запоминаю её позицию, ищу следующую, вычитаю из её позиции позицию предыдущей комбинации - получаю длину фрейма. В процессе определяю битрейт, и из полученных данных вычисляю длину фрейма.
Сейчас посмотрел вывод программы - оказывается попадаются не только "нулевой" битрейт, но и FF, что по спецификации быть не должно.

[Сергей Протько]

@agp88 вообще битрейт вы должны из заголовков получать, нет? По сути длину фрейма вы знаете из заголовков. Прочли заголовки в структурку, посчитали позицию следующего фрема, перепрыгнули, считаете дальше. Длительность трека определяется только по данным в заголовках. Данные вы просто перепрыгиваете.

[agp88]

@Fesor Да, всё верно, битрейт я получаю из заголовка. А как из заголовка узнать длину фрейма? Начинаю догадываться, что как-то через частоту дискретизации. Но как именно - понять не могу.

[agp88]

@Fesor Всё, вроде бы разобрался. Спасибо за помощь.
Вот ссылка на статью: www.datavoyage.com/mpgscript/mpeghdr.htm
Длина фрейма рассчитывается по формуле: FrameLengthInBytes = (12 * BitRate / SampleRate + Padding) * 4
Видимо я действительно вместо фреймов считывал мусор, поэтому и длина неверно отображалась.