MP3音乐文件解码程序设计(4)
Layer1即MP1音频，是MUSICAM算法的简单方案，复杂度最低，压缩效率也最低。压缩数据流的速率为32—448kbit/s,其目标是压缩后没每声道位数据率为192Kb/s。
Layer2即MP2音频，它的编码较为复杂，压缩精度比Layer1高一些，能去掉更多的冗余信息。压缩数据流的速率为32-384kbit/s，可在128kbit/s的速率提供接近CD质量的声音。
Layer3即MP3音频，MP3算法最为复杂，增加了不定长编码、霍夫曼编码等一些先进的算法，压缩性能也最好。压缩比在1:10和1:12时，接近CD音质，它主要针对于低速率音频传输的应用。由于MP3格式音乐具有占用存储空间横少，音质好的优势，在当今的因特网上获得飞速的应用发展，称为了非常人们的娱乐资源，近年来，网络宽带飞速发展，存储介质容量叶子啊成倍的大幅度提升，人们对MP3的需求已经越来越大、应用领域也越来越广泛。
3 MP3音频文件
3.1 MP3音频文件概述
MP3 文件是由帧(frame)构成的,帧是 MP3 文件最小的组成单位。MP3 的全称应为 MPEG1 Layer-3 音频文件,MPEG(Moving Picture Experts Group)在汉语中译为活动图像专家组,特指活动影音压缩标准,MPEG 音频文件是 MPEG1 标准中的声音部分,也叫 MPEG 音频层,它根据压缩质量和编码复杂程度划分为三层,即Layer-1、Layer2、Layer3,且分别对应 MP1、MP2、MP3 这三种声音文件,并根据不同的用途,使用不同层次的编码。MPEG 音频编码的层次越高,编码器越复杂,压缩率也越高,MP1 和 MP2 的压缩率分别为 4 :1 6:1-8:1,而MP3的压缩率则高达 10:1-12:1,也就是说,一分钟 CD 音质的音乐,未经压缩需要 10M的存储空间,而经过 MP3 压缩编码后只有 1MB 左右。不过 MP3 对音频信号采用的是有损压缩方式,为了降低声音失真度,MP3 采取了 感官编码技术”,即编码时先对音频文件进行频谱分析,然后用过滤器滤掉噪音电平,接着通过量化的方式将剩下的每一位打散排列,最后形成具有较高压缩比的 MP3 文件,并使压缩后的文件在回放时能够达到比较接近原音源的声音效果。
3.2 MP3音频文件的文件结构
MP3 文件大体分为三部分：TAG_V2(ID3V2)，Frame, TAG_V 1(ID3V1)。
ID3V2
包含了作者，作曲，专辑等信息，长度不固定，扩展了ID3V1 的信息量。
Frame
一系列的帧，个数由文件大小和帧长决定
每个FRAME 的长度可能不固定，也可能固定，由位率bitrate 决定
每个FRAME 又分为帧头和数据实体两部分
帧头记录了MP3 的位率，采样率，版本等信息，每个帧之间相互独
ID3V 1
包含了作者，作曲，专辑等信息，长度为128BYTE 。
3.3 MP3帧结构
MP3音频格式的每一个帧（Frame）由5个部分组成：帧头、CRC校验（可选）、
边信息、主数据和辅助数据。
帧头（32bit） CRC校验（0bit
或者16bit） 边信息（136bit
单声道或者256
Bit双声道） 主数据 辅助数据
帧头中有同步字和一些系统信息。为了标志每一帧，每一帧都是由一个12比特的同步字开始的。帧头的其余部分给出该帧的类型信息。例如：版本类型、错误保护、音频标准、采样频率、编码层次、是否立体声模式等。CRC校验码是可选项，向解码端提供一定纠错能力，可以检测3个比特一下的错误。边信息向解码系统提供霍夫曼解码所需要的信息和重建缩放因子频带的信息，另外还包括主数据起始位置的指针等。主数据包括编码后的缩放因子频带和霍夫曼码流，一层一、层二不同的是，层三编码中每个帧头后面的主数据不一定就是这个帧头的主数据，每帧对应数据的具体位置由边信息中指针
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