MP3文件格式分析(一)

发布时间:2014-10-25 2:20:17
来源:分享查询网

     下载了一堆堆的歌曲、配乐等mp3文件,却苦于无法管理,杂乱无章,以致重复歌曲到处都是,占了很大一块磁盘,而其中几乎80%的歌曲都从来不听。一直想找一个好的工具软件把磁盘上所有音乐文件管理起来,然后边听边筛选,逐步分门别类,删掉重复、不喜欢的文件,却碰不到合适的,所以决定自己写一个简单的管理工具,只要能够根据歌手、填词、专辑、作曲等基本信息快速查找、过滤,并方便的生成管理m3u等播放列表即可。后来在网上找了一下发现有个Zortam MP3 Media Studio还不错,但是过滤、查询歌曲,自动生成播放列表编辑说明信息等功能不太好用,而且我还想把歌词与mp3文件统一管理起来,也不太理想,所以决定还是自己动动手写一个简单的。     mp3的一些基本信息其实都在文件中,包括专辑、歌手等,所以需要研究一把mp3的文件格式。下面是从百度百科上搜的一篇资料。 http://baike.baidu.com/view/66078.html ID3简介   ID3标签是MP3音乐档案中的歌曲附加讯息,它能够在MP3中附加曲子的演出者、作者以及其它类别资讯,方便众多乐曲的管理。缺少ID3标签并不会影响 MP3的播放,但若没有的话,管理音乐文件也会相当的麻烦。如果你在网上download MP3,里面多半已经写有预设的ID3讯息。如果你想要将其清除重设,使用WinAMP中的“Alt + 3”热键,就能修改MP3档案中之的ID3标签。   ID3,一般是位于一个mp3文件的开头或末尾的若干字节内,附加了关于该mp3的歌手,标题,专辑名称,年代,风格等信息,该信息就被称为ID3信息,ID3信息分为两个版本,v1和v2版。   其中:v1版的ID3在mp3文件的末尾128字节,以TAG三个字符开头,后面跟上歌曲信息。   v2版一般位于mp3的开头,可以存储歌词,该专辑的图片等大容量的信息。   此外,ID3也就是ID3Tags,其中的“Tag”在英文中名词的一个意思是“标签”,所以“ID3Tags”也就是“MP3文件曲目标签”的意思。   有些地方以“ID3”这样的简称来代表“ID3Tags”,二者本质是一样的。   如果没有ID3,那么人们只能根据文件名判断一首歌它是什么内容了,何况就算听出了是什么歌,它的演唱者、专辑名称你也未必背得下来,所以给MP3文件增加内置的标签是理所当然的事情。有趣的是,MP3的标签并没有一个ISO国际标准,ID3的各种版本目前只是一个近乎事实上的标准,并没有人强迫播放器或者编码程序必须支持它。   ID3版本   ID3 V1是由Eric Kemp在1996年发明的。ID3 V1是一组附加在音乐文件后面的数据,它的长度是固定的128字节。   其中流派一共定义了79种,流行的播放软件Winamp则把它扩展到了125种,从Blues到Noise到Dance Hall,非常丰富,在许多支持ID3编辑的软件中都可以看到这个列表,但是国内用户似乎不太在意这个标记,大多数人甚至不知道自己的歌曲到底属于哪一个分类。   这些内容一共只有128个字节,并不算累赘。由于附加在文件尾部,所以播放器不必考虑它的影响,即使不支持ID3标记也不会影响音乐的还原——某些很老的播放器确实可能会在播放到这里的时候发出噪音或者报错。但是标记在文件尾部也会造成一个问题,那就是如果还没有读到文件末尾,我们什么信息也看不到。对硬盘和闪存里面的歌曲这当然不是问题,但是如果你通过流媒体方式直接在网络上收听,就会发现它的缺陷了。   细心的人会注意到ID3V1.0没有包括曲目序号的定义,所以Michael Mutschler在1997年进行了改进,引入了版本1.1。通过占用备注字段的最后两个字节,用一个00字节作标记,另一个字节改为序号,可以让ID3支持曲目编号了。一个字节的空间让ID3 V1.1支持最高到255的曲目序号,考虑到一张唱片超过256个曲目的可能性极小,这个改进还是相当合理的。 ID3格式   ID3v1   ID3V1比较简单,它是存放在MP3文件的末尾,用16进制的编辑器打开一个MP3文件,查看其末尾的128个顺序存放字节,数据结构定义如下:   char Header[3]; /*标签头必须是"TAG"否则认为没有标签*/   char Title[30]; /*标题*/   char Artist[30]; /*作者*/   char Album[30]; /*专集*/   char Year[4]; /*出品年代*/   char Comment[30]; /*备注*/   char Genre; /*类型*/   ID3V1的各项信息都是顺序存放,没有任何标识将其分开,比如标题信息不足30个字节,则使用'/0'补足,否则将造成信息错误。Genre使用原码表示,对照表如下:   /* Standard genres */  0="Blues";  1="ClassicRock";  2="Country";  3="Dance";  4="Disco";  5="Funk";  6="Grunge";  7="Hip-Hop";  8="Jazz";  9="Metal";  10="NewAge";  11="Oldies";  12="Other";  13="Pop";  14="R&B";  15="Rap";  16="Reggae";  17="Rock";  18="Techno";  19="Industrial";  20="Alternative";  21="Ska";  22="DeathMetal";  23="Pranks";  24="Soundtrack";  25="Euro-Techno";  26="Ambient";  27="Trip-Hop";  28="Vocal";  29="Jazz+Funk";  30="Fusion";  31="Trance";  32="Classical";  33="Instrumental";  34="Acid";  35="House";  36="Game";  37="SoundClip";  38="Gospel";  39="Noise";  40="AlternRock";  41="Bass";  42="Soul";  43="Punk";  44="Space";  45="Meditative";  46="InstrumentalPop";  47="InstrumentalRock";  48="Ethnic";  49="Gothic";  50="Darkwave";  51="Techno-Industrial";  52="Electronic";  53="Pop-Folk";  54="Eurodance";  55="Dream";  56="SouthernRock";  57="Comedy";  58="Cult";  59="Gangsta";  60="Top40";  61="ChristianRap";  62="Pop/Funk";  63="Jungle";  64="NativeAmerican";  65="Cabaret";  66="NewWave";  67="Psychadelic";  68="Rave";  69="Showtunes";  70="Trailer";  71="Lo-Fi";  72="Tribal";  73="AcidPunk";  74="AcidJazz";  75="Polka";  76="Retro";  77="Musical";  78="Rock&Roll";  79="HardRock";  /* Extended genres */  80="Folk";  81="Folk-Rock";  82="NationalFolk";  83="Swing";  84="FastFusion";  85="Bebob";  86="Latin";  87="Revival";  88="Celtic";  89="Bluegrass";  90="Avantgarde";  91="GothicRock";  92="ProgessiveRock";  93="PsychedelicRock";  94="SymphonicRock";  95="SlowRock";  96="BigBand";  97="Chorus";  98="EasyListening";  99="Acoustic";  100="Humour";  101="Speech";  102="Chanson";  103="Opera";  104="ChamberMusic";  105="Sonata";  106="Symphony";  107="BootyBass";  108="Primus";  109="PornGroove";  110="Satire";  111="SlowJam";  112="Club";  113="Tango";  114="Samba";  115="Folklore";  116="Ballad";  117="PowerBallad";  118="RhythmicSoul";  119="Freestyle";  120="Duet";  121="PunkRock";  122="DrumSolo";  123="Acapella";  124="Euro-House";  125="DanceHall";  126="Goa";  127="Drum&Bass";  128="Club-House";  129="Hardcore";  130="Terror";  131="Indie";  132="BritPop";  133="Negerpunk";  134="PolskPunk";  135="Beat";  136="ChristianGangstaRap";  137="HeavyMetal";  138="BlackMetal";  139="Crossover";  140="ContemporaryChristian";  141="ChristianRock";  142="Merengue";  143="Salsa";  144="TrashMetal";  145="Anime";  146="JPop";  147="Synthpop";     ID3V2   ID3V2到现在一共有4个版本,但流行的播放软件一般只支持第3版,既ID3v2.3。由于ID3V1记录在MP3文件的末尾,ID3V2就只好记录在MP3文件的首部了。也正是由于这个原因,对ID3V2的操作比ID3V1要慢。而且ID3V2结构比ID3V1的结构要复杂得多,但比前者全面且可以伸缩和扩展。   下面就介绍一下ID3V2.3。   每个ID3V2.3的标签都一个标签头和若干个标签帧或一个扩展标签头组成。关于曲目的信息如标题、作者等都存放在不同的标签帧中,扩展标签头和标签帧并不是必要的,但每个标签至少要有一个标签帧。标签头和标签帧一起顺序存放在MP3文件的首部。 一、标签头    在文件的首部顺序记录10个字节的ID3V2.3的头部。数据结构如下:   char Header[3]; /*必须为"ID3"否则认为标签不存在*/   INT Ver; /*版本号;ID3V2.3就记录03,ID3V2.4就记录04*/   INT Revision; /*副版本号;此版本记录为00*/   char Flag; /*存放标志的字节,这个版本只定义了三位,稍后详细解说*/   char Size[4]; /*标签大小,包括标签头的10个字节和所有的标签帧的大小*/   1.标志字节   标志字节一般为0,定义如下:   abc00000   a -- 表示是否使用Unsynchronisation(这个单词不知道是什么意思,字典里也没有找到,一般不设置)   b -- 表示是否有扩展头部,一般没有(至少Winamp没有记录),所以一般也不设置   c -- 表示是否为测试标签(99.99%的标签都不是测试用的啦,所以一般也不设置)   2.标签大小   一共四个字节,但每个字节只用7位,最高位不使用恒为0。所以格式如下   0xxxxxxx 0xxxxxxx 0xxxxxxx 0xxxxxxx   计算大小时要将0去掉,得到一个28位的二进制数,就是标签大小(不懂为什么要这样做),计算公式如下:   int total_size;   total_size = (Size[0]&0x7F)*0x200000   +(Size[1]&0x7F)*0x4000   +(Size[2]&0x7F)*0x80   +(Size[3]&0x7F)   二、标签帧   每个标签帧都有一个10个字节的帧头和至少一个字节的不固定长度的内容组成。它们也是顺序存放在文件中,和标签头和其他的标签帧也没有特殊的字符分隔。得到一个完整的帧的内容只有从帧头中得到内容大小后才能读出,读取时要注意大小,不要将其他帧的内容或帧头读入。   帧头的定义如下:   char FrameID[4]; /*用四个字符标识一个帧,说明其内容,稍后有常用的标识对照表*/   char Size[4]; /*帧内容的大小,不包括帧头,不得小于1*/   char Flags[2]; /*存放标志,只定义了6位,稍后详细解说*/   1.帧标识   用四个字符标识一个帧,说明一个帧的内容含义,常用的对照如下:   TIT2=标题 表示内容为这首歌的标题,下同   TPE1=作者   TALB=专集   TRCK=音轨 格式:N/M 其中N为专集中的第N首,M为专集中共M首,N和M为ASCII码表示的数字   TYER=年代 是用ASCII码表示的数字   TCON=类型 直接用字符串表示   COMM=备注 格式:"eng/0备注内容",其中eng表示备注所使用的自然语言   2.大小   这个可没有标签头的算法那么麻烦,每个字节的8位全用,格式如下   xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx   算法如下:   int FSize;   FSize = Size[0]*0x1000000   +Size[1]*0x10000   +Size[2]*0x100   +Size[3];   3.标志   只定义了6位,另外的10位为0,但大部分的情况下16位都为0就可以了。格式如下:   abc00000 ijk00000   a -- 标签保护标志,设置时认为此帧作废   b -- 文件保护标志,设置时认为此帧作废   c -- 只读标志,设置时认为此帧不能修改(但我没有找到一个软件理会这个标志)   i -- 压缩标志,设置时一个字节存放两个BCD码表示数字   j -- 加密标志,(没有见过哪个MP3文件的标签用了加密)   k -- 组标志,设置时说明此帧和其他的某帧是一组   值得一提的是winamp在保存和读取帧内容的时候会在内容前面加个'/0',并把这个字节计算在帧内容的大小中。   附:帧标识的含义   4. Declared ID3v2 frames   The following frames are declared in this draft.   AENC Audio encryption   APIC Attached picture   COMM Comments   COMR Commercial frame   ENCR Encryption method registration   EQUA Equalization   ETCO Event timing codes   GEOB General encapsulated object   GRID Group identification registration   IPLS Involved people list   LINK Linked information   MCDI Music CD identifier   MLLT MPEG location lookup table   OWNE Ownership frame   PRIV Private frame   PCNT Play counter   POPM Popularimeter   POSS Position synchronisation frame   RBUF Recommended buffer size   RVAD Relative volume adjustment   RVRB Reverb   SYLT Synchronized lyric/text   SYTC Synchronized tempo codes   TALB Album/Movie/Show title   TBPM BPM (beats per minute)   TCOM Composer   TCON Content type   TCOP Copyright message   TDAT Date   TDLY Playlist delay   TENC Encoded by   TEXT Lyricist/Text writer   TFLT File type   TIME Time   TIT1 Content group description   TIT2 Title/songname/content description   TIT3 Subtitle/Description refinement   TKEY Initial key   TLAN Language(s)   TLEN Length   TMED Media type   TOAL Original album/movie/show title   TOFN Original filename   TOLY Original lyricist(s)/text writer(s)   TOPE Original artist(s)/performer(s)   TORY Original release year   TOWN File owner/licensee   TPE1 Lead performer(s)/Soloist(s)   TPE2 Band/orchestra/accompaniment   TPE3 Conductor/performer refinement   TPE4 Interpreted, remixed, or otherwise modified by   TPOS Part of a set   TPUB Publisher   TRCK Track number/Position in set   TRDA Recording dates   TRSN Internet radio station name   TRSO Internet radio station owner   TSIZ Size   TSRC ISRC (international standard recording code)   TSSE Software/Hardware and settings used for encoding   TYER Year   TXXX User defined text information frame   UFID Unique file identifier   USER Terms of use   USLT Unsychronized lyric/text transcription   WCOM Commercial information   WCOP Copyright/Legal information   WOAF Official audio file webpage   WOAR Official artist/performer webpage   WOAS Official audio source webpage   WORS Official internet radio station homepage   WPAY Payment   WPUB Publishers official webpage   WXXX User defined URL link frame [编辑本段] ID3读取   mp3的id3信息存放在mp3文件结尾处的128字节处,结构如下:   type ID3struct =packed record   ID:array[0..2] of char   title :array[0..29] of char;   artist:array[0..29] of char;   album:array[0..29} of char;   year:array[0..3] of char;   comment:array[0..29] of char;   genre:byte;   用指针读出相应位置的数据,就可以读出ID3信息:   program showID3;   {$apptype console}   var   tempfile:file of byte; //tempfile指针,二进制型文件   i:integer;   x:byte;   begin   assign(tempfile,'1.mp3');   reset(tempfile);//文件关联,复位   seek(tempfile,(filesize(tempfile)-128)); //指针指向距文件结尾128字节处   writeln('ID:');   for i:=0 to 2 do   begin   read(tempfile,x);   write(chr(x));   end;   writeln;   writeln('title:');   for i:=0 to 29 do   begin   read(tempfile,x);   write(chr(x));   end;   writeln;   writeln('artist:');   for i:=0 to 29 do   begin   read(tempfile,x);   write(chr(x));   end;   writeln;   writeln('album:');   for i:=0 to 29 do   begin   read(tempfile,x);   write(chr(x));   end;   writeln;   writeln('year:');   for i:=0 to 3 do   begin   read(tempfile,x);   write(chr(x));   end;   writeln;   writeln('comment:');   for i:=0 to 29 do   begin   read(tempfile,x);   write(chr(x));   end;   writeln; //用循环的方法依次读出各个字节   close(tempfile);   end.

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