3.3. MPEG帧的大小

3.3. MPEG帧的大小
	第 3 章 MPEG的帧Frame

前面已经解释了，MPEG帧= 帧头 + 数据。

下面来看看，MPEG的帧的大小，即帧头的大小，加上帧数据的大小。

解释MPEG帧大小之前，先要介绍个名词：Slot，槽。

MPEG帧，由一个个的Slot（槽）组成。

Layer I中，一个Slot是4个字节；

Layer II和Layer III中，一个Slot是一个字节。

所以，此处可以简单的理解为：

MPEG的Layer III中，帧是有一个个字节所组成。（是不是听起来像句废话，^_^）

好了，知道了此处MPEG的Layer III的帧的基本单位为字节之后，我们再来看看帧的大小是多少。

首先，帧头，不用多说，都是前面提到的，固定的32比特=4字节。

其次要好好解释一下MPEG帧的音频数据的大小，可用如下公式计算：

公式 3.1. Frame Data Size

Frame_Data_Size

= Audo_Data_Size + Frame_Padding_Size

= Frame_Time * Frame_Bitrate + Frame_Padding_Size

= (Sample_Number * Time_per_Sample) * Frame_Bitrate + Frame_Padding_Size

= (Sample_Number * (1/Sample_Rate)) * Frame_Bitrate + Frame_Padding_Size

公式 3.2. 帧数据大小

帧数据大小

= 音频数据大小 + 帧的填充大小

= 帧的时长 * 帧的比特率 + 帧的填充大小

= （采样个数 * 每一采样的时长）* 帧的比特率 + 帧的填充大小

= （采样个数 * （1 / 采样率））* 帧的比特率 + 帧的填充大小

其中：

帧的填充大小：
对于MPEG的Layer III来说，单位就是字节，不够8bit一个字节的话，添加padding对应的bit，凑够一个字节。所以，具体padding几个bit，要看每一帧的数据的bit是否是8的倍数，如果本身是8的倍数，那么padding就是0，如果不是，根据具体情况决定补齐几个bit。
采样个数：
对于MP3，即MPEG-1，Layer III来说，不论CBR还是VBR，每一帧采样个数都是固定的1152个。
采样率：
对于MP3，即MPEG-1，Layer III来说，不论CBR还是VBR，对于单个MP3文件来说，也是固定的，每一帧采样率，都是一样的。采样率是多少，通过解析第一帧，即可得知所有帧的采样率。
帧的比特率：
1. CBR：
  每一帧都是一样的。通过解析第一帧即可得知其他所有帧的比特率。
2. VBR：
  每一帧都不同，所以要针对每一帧具体解析帧头，才能得知每一帧的比特率具体是多少。

最后举个栗子来说明，

以常见的采样率为44100 Hz，比特率为128kbps的CBR的MP3来计算：

帧数据大小

= （采样个数 * （1 / 采样率））* 帧的比特率 + 帧的填充大小

= （1152 * （1/44100 Hz））* 128kbps + 填充大小

= 3343.7 比特 + 填充大小

= 417.959字节 + 填充大小

= 418 字节

对应的MPEG帧大小为：

MPEG帧大小

= 帧头 + 帧数据

= 4 + 418

= 422字节

而对于VBR的帧的大小，就不是能这么简单计算出来的了。

因为VBR是每一帧的比特率都是变化的，所以对于每一帧的大小，都先要解析每一帧的帧头，得到每一帧的比特率，然后才可以计算出来每个帧的大小。

另外提及一点，由于舍入误差，官方的计算帧大小的方法和此稍有不同。根据ISO标准，应该以slot为单位进行计算，然后对结果取整，再乘于slot的大小。

不过，我们此处计算的是MPEG的Layer III，本身slot就是一个字节，所以计算方法是对的。

如果计算的是Layer I，一个slot是4字节，就要先以4字节为单位进行计算，然后对结果取整，再乘于slot大小，即再乘于4字节。


3.2. MPEG音频数据		第 4 章 MP3的播放时间的计算公式及XING和VBRI头介绍