中国科学技术大学电子工程与信息科学系多媒体通信实验室(Copyright2002) WAV、MP3文件 WAV即波形文件，是将声音直接取样，转变为数字，不加压缩的声音文件，体积庞大。 电脑在播放WAV时，从硬盘中提取WAV中之数据，由CPU控制播放软件进行解码，送声 卡前级放大，然后送音箱发声。MP3等文件则是在WAV将声音数字化的基础上，进一步压 缩、编码而成的文件格式。播放时，由CPU控制播放软件进行解码，解压，送声卡前级放 大，后送音箱发声。 WAV,MP3这类文件的播放完全依赖电脑的软件环境，对CPU等控制器也相当倚重，所 以，我们可以通过软件来编辑，处理这类文件，电脑在播放这类声音时的效果与播放软件， 处理器能力，声卡的前级放大性能有极大关系。 2、MP3编码技术 MP3的全称应为MPEG1 Layer-3音频文件，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--l、Layer2、 Layer3,且分别对应MPI、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和6：1-8：1，而MP3的压缩率则高达10：1至12：1。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。虽然它是一种有损压缩方式，但它以极小的声音失真换来 较高的压缩比，因此得以在因特网上广泛传播。 3、MP3播放器原理 根据德国Fraunhofer IIS(http:/www.is.fhg.de/amm/)公布的MPEG Audio解码程序进行 简化后编写了一个最简MP3解码程序。有兴趣的读者可以参考对应的源程序 (http://www.see.online.sh.cn/ch/sw/self/rainplay/layer3.zip). MP3文件由多个帧组成，也就是说帧是MP3音乐文件的最小组成单位。每个帧又由帧 头和帧数据组成。每个帧头长4字节。其数据结构如下： typedef struct tagHeader{ unsigned int sync:l2;/同步信息 unsigned int version:l;/版本 unsigned int layer:2:/∥层 unsigned int error_protection:l,/CRC校正 unsigned int bit_rate_index:4,∥位率索引 unsigned int sample rate index:2:/采样率索引 unsigned int padding:l;/倥白字 unsigned int extension:l;/∥私有标志 unsigned int channel_mode:2;/位体声模式 unsigned int mode extension:2,/∥保留 unsigned int copyright:.l;/W版权标志 如果您在阅读过程中发现疏漏和错误，请您尽快和编者取得联系network@ustc.edu.cn cxh@ustc.cdu.cn中国科学技术大学电子工程与信息科学系 多媒体通信实验室（Copyright 2002） WAV、MP3 文件 WAV 即波形文件，是将声音直接取样，转变为数字，不加压缩的声音文件，体积庞大。 电脑在播放 WAV 时，从硬盘中提取 WAV 中之数据，由 CPU 控制播放软件进行解码，送声 卡前级放大，然后送音箱发声。MP3 等文件则是在 WAV 将声音数字化的基础上，进一步压 缩、编码而成的文件格式。播放时，由 CPU 控制播放软件进行解码，解压，送声卡前级放 大，后送音箱发声。 WAV,MP3 这类文件的播放完全依赖电脑的软件环境，对 CPU 等控制器也相当倚重，所 以，我们可以通过软件来编辑，处理这类文件，电脑在播放这类声音时的效果与播放软件， 处理器能力，声卡的前级放大性能有极大关系。 2、MP3 编码技术 MP3 的全称应为 MPEG1 Layer-3 音频文件，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 和 6：1-8：1，而 MP3 的压缩率则高达 10：1 至 12：1。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。虽然它是一种有损压缩方式，但它以极小的声音失真换来 较高的压缩比，因此得以在因特网上广泛传播。 3、MP3 播放器原理 根据德国 Fraunhofer IIS (http://www.iis.fhg.de/amm/ )公布的 MPEG Audio 解码程序进行 简 化后编 写了一 个最简 MP3 解 码程序 。有兴 趣的读 者可以 参考对 应的源 程 序 (http://www.see.online.sh.cn/ch/sw/self/rainplay/layer3.zip)。 MP3 文件由多个帧组成，也就是说帧是 MP3 音乐文件的最小组成单位。每个帧又由帧 头和帧数据组成。每个帧头长 4 字节。其数据结构如下： typedef struct _tagHeader { unsigned int sync:12; //同步信息 unsigned int version:1; //版本 unsigned int layer:2; //层 unsigned int error_protection:1; //CRC 校正 unsigned int bit_rate_index:4; //位率索引 unsigned int sample_rate_index:2; //采样率索引 unsigned int padding:1; //空白字 unsigned int extension:1; //私有标志 unsigned int channel_mode:2; //立体声模式 unsigned int mode extension:2; //保留 unsigned int copyright:1; //版权标志 如果您在阅读过程中发现疏漏和错误，请您尽快和编者取得联系 network@ustc.edu.cn cxh@ustc.edu.cn