Получение длительности MP3-файлов на Ассемблере

Вот и анонсированная ранее "другая история" про некорректное определение длительности MP3-файлов при использовании системных функций. При тестировании своих программ я нашел уже несколько таких файлов. Что интересно, на ошибочный результат размер файлов не влияет, это, как мне кажется, происходит из-за очень упрощенного расчета, который используется системой. Расчехляем Ассемблер, будем парсить внутреннюю структуру MP3 самостоятельно.

Сперва немного теории. Если упрощенно, то MP3-файл состоит из уже известных вам метаданных и, собственно, закодированных музыкальных данных. Музыкальные данные, в свою очередь, состоят из отдельных фреймов. Каждый фрейм может иметь различный битрейт или же битрейт может быть постоянный для всего файла. Формула для расчета длительности MP3-файла очень простая:

Длительность = Размер данных / Средний битрейт * 8
Осталось только узнать размер данных и битрейт. Для грубого подсчета размер данных можно принять как размер файла за вычетом размера метаданных в начале и в конце, если они там присутствуют. Теперь битрейт. Для этого надо разобрать 4-байтный заголовок самого первого аудиофрейма. Формат заголовка аудиофрейма хорошо описан здесь. Из битов заголовка в первую очередь извлекаем значение индексов версии MPEG и версии Layer, на основе этих значений в дальнейшем будем получать нужные значения. Например, битрейт можно посмотреть по следующей табличке, ориентируясь на значение индекса из заголовка.

Битрейт
Индекс	MPEG 1			MPEG 2, MPEG 2.5
	Layer I	Layer II	Layer III	Layer I	Layer II, III
0000	не используется
0001	32	32	32	32	8
0010	64	48	40	48	16
0011	96	56	48	56	24
0100	128	64	56	64	32
0101	160	80	64	80	40
0110	192	96	80	96	48
0111	224	112	96	112	56
1000	256	128	112	128	64
1001	288	160	128	144	80
1010	320	192	160	160	96
1011	352	224	192	176	112
1100	384	256	224	192	128
1101	416	320	256	224	144
1110	448	384	320	256	160
1111	не используется

Самым правильным способом вычисления длительности MP3-файла будет последовательный перебор всех фреймов. Для каждого фрейма получаем его битрейт и размер, параллельно подсчитывая общее количество фреймов. Размеры всех фреймов суммируем, тем самым получая размер аудиоданных, значения битрейта также суммируются, затем вычисляется среднее значение битрейта. Подставляем найденные значения в формулу и получаем длительность звучания в секундах.

Для определения размера аудиофрейма используется следующая формула:

Размер фрейма = ((Сэмплов на фрейм / 8 * Битрейт) / Частота) + Дополнение
Битрейт нам уже известен, частота и количество сэмплов на фрейм определяется по следующим табличкам на основании индексов версии MPEG и версии Layer:

Частота
Индекс	MPEG 1	MPEG 2	MPEG 2.5
00	44100 Hz	22050 Hz	11025 Hz
01	48000 Hz	24000 Hz	12000 Hz
10	32000 Hz	16000 Hz	8000 Hz
11	не используется

Сэмплов на фрейм
Версия	MPEG 1	MPEG 2	MPEG 2.5
Layer I	384	384	384
Layer II	1152	1152	1152
Layer III	1152	576	576

Размер дополнения вычисляется по нескольким параметрам. Само его наличие определяется значением Padding bit из заголовка, а размер зависит от индекса версии Layer. Для Layer I дополнение будет равно 4 байтам, для всех остальных версий - 1 байт.

Определив размер аудиофрейма, переходим к следующему. Обязательно надо проверять корректность заголовка фрейма и правильно обрабатывать ситуацию, когда фактический размер последнего фрейма будет меньше расчетного. Такая ситуация вполне возможна и встречается на практике.

В приложении пример программ с исходными текстами, одна из которых определяет длительность MP3-файла, а вторая показывает информацию из заголовка первого аудиофрейма.

Комментарии

Добавить комментарий

Для вставки цитаты выделите текст и нажмите сюда

Имя*:

Текст комментария (не более 2000 символов)*:

*Все поля обязательны для заполнения.

Комментарии, содержащие рекламу, ненормативную лексику, оскорбления и т.п., а также флуд и сообщения не по теме, будут удаляться. Нарушителям может быть заблокирован доступ к сайту.