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(七)用JAVA编写MP3解码器——解码帧边信息
阅读量:6226 次
发布时间:2019-06-21

本文共 4872 字,大约阅读时间需要 16 分钟。

hot3.png

解码一帧Layer3第1步:帧边信息解码 -- getSideInfo()方法

 

      帧边信息用于描述一帧内的主信息(增益因子和主数据)特征,而后文讲到的解码的增益因子、主数据是描述一个声道的,换一种说法,帧边信息每帧连续存储在一处,增益因子和主数据(可能多达各4个)分散存储在每帧数据中的2处(MPEG 1.0的单声道/MPEG 2.0/2.5的2声道)或4处(MPEG 1.0的2个声道)。弄明白了这一点区别,就很容易弄明白后文中讲到的Layer3的decodeFrame方法的流程。

 

  解码帧边信息先实例化一个BitStream对象bsSI,bsSI已经在Layer3的构造方法中初始化。从上一讲的帧数据结构示意图可以看出,对某一帧的帧头、帧边信息解码后,这些位流数据在后续过程中就不再被使用,而当前帧的主信息有可能是下一帧的,即解码下一帧才用到到,所以需要暂存起来。要将帧边信息读入到36字节长度的缓冲区内;主信息暂存在长度不低于1732+512字节的另一缓冲区内,这里的512是何来历?请看源代码中的objSI.main_data_begin = bsSI.getBits9(9)这一行就明白了,main_data_begin值的单位为字节

 

      帧边信息的解码结果暂存到SideInfo类型变量objSI中,供后续步骤使用。在前面的帧子中,先后有好几人说到我的代码中变量命名不合JAVA规范,代码中(比如class SideInfo的成员)变量名基本上采用了手册描述MP3解码规范里的名称或简写,尽量做到“见名知义”,比如part2_3_length就是指一个声道内增益因子(part2)和主数据(part3)的比特数;part1在哪?你说呢~~

 

      class SideInfo内定义的成员变量表示的具体含义在手册中查得到,不再赘述,解码帧边信息的流程特简单,从源码很容易看懂帧边信息的结构。要把这些成员变量的含义、作用阐述清楚并非易事,没几千字下不来,其中个别变量在后续的过程中使用到这些变量的值时会讲解到。从这儿的源代码也可以看出MPEG 1.0版和2.0/2.5版帧数据的不同之处:

  • 标准立体声编码的MPEG 1.0的粒度组为2,解码得到的PCM样本值个数为2304;而MPEG 2.0/2.5的粒度组为1,解码得到的PCM样本值个数为1157。这将导致解码一帧不同版的MPEG Audio向音频硬件写入的PCM数据长度不同。
  • MPEG 1.0的两个粒度组(每个粒度组内1或2个声道)的增益因子可能共用,如果两个粒度组的增益因子值是相同的,就不用分别存储两份,这样可以提高帧数据的存储效率。是否共用由帧边信息的第6..9比特(2个声道)或4..7比特(单声道)每一比特的值是否为1给出,这个值暂存在SideInfo的scfsi变量中;MPEG 2.0/2.5只有一个粒度组,就不存在共用的问题了。“共用”导致解码增益因子的代码比较复杂。
  • 正是由于MPEG1.0和2.0/2.5粒度组的不同,为SideInfo中与增益因子相关的变量(取名为scalefacxxx)赋值时从位流中取得的比特数不同。
  • 为class SideInfo内其它变量赋值时从位流中取得的比特数MPEG 1.0/2.0/2.5都是相同的。

      class Layer3内的getSideInfo()方法的源码如下:

//1.	//>>>>SIDE INFORMATION=====================================================	private static SideInfo objSI;	private BitStream bsSI;	// 读帧边信息位流	private boolean getSideInfo()  throws Exception {		int ch, gr, i;		bsSI.resetIndex();		i = objHeader.getSideInfoSize();		if(bsSI.append(i) < i)			return false;		Layer3.GRInfo gri;		if (isMPEG1) {			objSI.main_data_begin = bsSI.getBits9(9);			if (intChannels == 1)				bsSI.getBits9(5);	//private_bits			else				bsSI.getBits9(3);	//private_bits			int[] scfsi;			for (ch = 0; ch < intChannels; ch++) {				scfsi = objSI.ch[ch].scfsi;				scfsi[0] = bsSI.get1Bit();				scfsi[1] = bsSI.get1Bit();				scfsi[2] = bsSI.get1Bit();				scfsi[3] = bsSI.get1Bit();			}			for (gr = 0; gr < 2; gr++) {				for (ch = 0; ch < intChannels; ch++) {					gri = objSI.ch[ch].gr[gr];					gri.part2_3_length = bsSI.getBits17(12);					gri.big_values = bsSI.getBits9(9);					gri.global_gain = bsSI.getBits9(8);					gri.scalefac_compress = bsSI.getBits9(4);					gri.window_switching_flag = bsSI.get1Bit();					if ((gri.window_switching_flag) != 0) {						gri.block_type = bsSI.getBits9(2);						gri.mixed_block_flag = bsSI.get1Bit();						gri.table_select[0] = bsSI.getBits9(5);						gri.table_select[1] = bsSI.getBits9(5);						gri.subblock_gain[0] = bsSI.getBits9(3);						gri.subblock_gain[1] = bsSI.getBits9(3);						gri.subblock_gain[2] = bsSI.getBits9(3);						if (gri.block_type == 0)							return false;						else if (gri.block_type == 2 && gri.mixed_block_flag == 0)							gri.region0_count = 8;						else							gri.region0_count = 7;						gri.region1_count = 20 - gri.region0_count;					} else {						gri.table_select[0] = bsSI.getBits9(5);						gri.table_select[1] = bsSI.getBits9(5);						gri.table_select[2] = bsSI.getBits9(5);						gri.region0_count = bsSI.getBits9(4);						gri.region1_count = bsSI.getBits9(3);						gri.block_type = 0;					}					gri.preflag = bsSI.get1Bit();					gri.scalefac_scale = bsSI.get1Bit();					gri.count1table_select = bsSI.get1Bit();				}			}		} else {			// MPEG 2.0/2.5			objSI.main_data_begin = bsSI.getBits9(8);			if (intChannels == 1)				bsSI.get1Bit();			else				bsSI.getBits9(2);			for (ch = 0; ch < intChannels; ch++) {				gri = objSI.ch[ch].gr[0];				gri.part2_3_length = bsSI.getBits17(12);				gri.big_values = bsSI.getBits9(9);				gri.global_gain = bsSI.getBits9(8);				gri.scalefac_compress = bsSI.getBits9(9);				gri.window_switching_flag = bsSI.get1Bit();				if ((gri.window_switching_flag) != 0) {					gri.block_type = bsSI.getBits9(2);					gri.mixed_block_flag = bsSI.get1Bit();					gri.table_select[0] = bsSI.getBits9(5);					gri.table_select[1] = bsSI.getBits9(5);					gri.subblock_gain[0] = bsSI.getBits9(3);					gri.subblock_gain[1] = bsSI.getBits9(3);					gri.subblock_gain[2] = bsSI.getBits9(3);					if (gri.block_type == 0)						return false;					else if (gri.block_type == 2 && gri.mixed_block_flag == 0)						gri.region0_count = 8;					else {						gri.region0_count = 7;						gri.region1_count = 20 - gri.region0_count;					}				} else {					gri.table_select[0] = bsSI.getBits9(5);					gri.table_select[1] = bsSI.getBits9(5);					gri.table_select[2] = bsSI.getBits9(5);					gri.region0_count = bsSI.getBits9(4);					gri.region1_count = bsSI.getBits9(3);					gri.block_type = 0;					gri.mixed_block_flag = 0;				}				gri.scalefac_scale = bsSI.get1Bit();				gri.count1table_select = bsSI.get1Bit();			}		}		return true;	}	//<<<

 

 

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