MPEG Audio Frame Header

MPEG Audio Frame Header由4个字节组成。每个字节的含义如表1所示：

表1 MPEG Audio Frame Header结构

1、Bitrate Index表

Bitrate Index表如表2所示：

表2 Bitrate Index表

MPEG可以使用VBR（Variable Bitrate），这意味着每个frame的bit rate可能不一样。有两种使用VBR的方法：

（1）Bitrate Switching：每一帧都可能有一个不同的bitrate。Layer III解码器必须支持这种方法，而Layer I和Layer II可以支持这种方法。

（2）Bit Reservoir：为了提供更多的bit给demanding parts of the input signal，在限制范围内借用前面帧的bitrate。这将导致帧与帧之间不在是相互独立的。这种方法仅仅在LayerIII中支持。

2、Sample Rate Index表

Sample Rate Index表如表3所示：

表3 Sample Rate Index表

3、Padding Bit

当Padding Bit为1时，需要在frame的后面加一个slot。对于Layer I，slot是32位的，而对于Layer II和Layer III，slot是8位的。

4、Calculate Frame Length

首先说一下Frame Size和Frame Length的区别。Frame Size是指一帧数据中包含的采样点的个数，是一个常数。对于Layer I 来说，这个值通常为384，对于Layer II 和Layer III来说，这个值通常为1152。Frame Length是指一帧数据压缩后所包含的数据长度，并且需要将padding考虑进去。由于padding和Bitrate Switching，Frame Length在不同的帧之间，可能是不相同的。

Frame Length的计算方法如下所示。

Layer I：

FrameLengthInBytes = (12 * BitRate / SampleRate + Padding) * 4

Layer II 和Layer III：

FrameLengthInBytes = 144 * BitRate / SampleRate + Padding

5、一个简单的例子

一个MPEG Audio Frame的header为：0Xff fb b2 00，它对应的二进制码，从高位到低位的顺序如下所示：

1111 1111 | 1111 1011 | 1011 0010 | 0000 0000

根据表1所示的MPEG Audio Frame Header的结构及含义，可知：

(1)Version ID为11，即是MPEG Version 1。

(2)Layer Description为01，即是LayerIII。

(3)Bitrate Index为1011，根据Bitrate Index表，结合Version ID和Layer Description，可得bit rate为192kbps。

(4)Sample Rate Index为00，根据Sample Rate Index表，结合Version ID，可得sample rate为44100Hz。

(5)Padding bit为1，即在frame后面会有一个slot。

根据以上的分析，可以计算出该frame length的值：

FrameLengthInBytes = 144 * BitRate / SampleRate + Padding

                                       = 144 * 192 * 1000 / 44100 + 1

                                       = 627