序文

みなさんこんにちは! Atom Jun 1 です. Java 自体は wav しかサポートしておらず、mp3 デコーダーがないため、Java のビルトインでは mp3 を処理できません. この MPEG-* オーディオ非可逆圧縮標準エンコーディングは、Java のオーディオ形式とオーディオストリームを使用することはもちろんのこと、解決されます。
2. したがって、この変換では、純粋な Java-PC クロスプラットフォームツールフレームワークである、colorful1.1 を使用する必要があります。
注意: カラフルは Java で発生するさまざまな問題を解決するために開発されたため、Java19 のみをサポートしているため、開発に大いに役立ちます。
3. 率直に言えば、Mp3 は圧縮技術であり、その利点は、圧縮後の容量が少なく、モバイルデバイスでの保存と使用に適していることです。また、元の音質も非常によく維持されています 4.
次に、開始できます。

デコード処理

PCM は MP3 圧縮を行います。
カプセル化: 1152 個の PCM サンプリング値を使用して、固定長の MP3 データフレームにカプセル化し、同時にフレームは MP3 ファイルの最小構成単位です。
データフレームを利用する:デコード時に、データフレーム内の情報を使用して 1152 PCM サンプリング値を復元します。
粒度グループ: 1152 のサンプリング値は 2 つの粒度グループに分割され、各粒度グループには 576 のサンプリング値が含まれます。
データフレーム: MP3 データフレームは、フレームヘッダー、CRC チェック値、サイド情報、メインデータ、追加データの 5 つの部分に分割されます。

MP3 構造

MP3ファイルは一般的に3つの部分に分けられます.ID3V2,フレーム,ID3V1もタグフレームと呼ばれるフレームに属し,フレーム部分はデータフレームと呼ばれます.MP3ファイルにはタグフレームが存在しない場合がありますが,データが存在する必要があります.フレーム。

mp3 のID3V2
の最初の部分- 作成者、作曲者、アルバムなどの情報が含まれています。長さは固定されておらず、
ID3V1 の情報量が拡張されていることに注意してください。

オーディオデータフレーム :
1. 一連のデータフレームで構成され、フレーム数はファイルサイズとフレーム長によって決定されます.
2. 各フレームの長さは、ビットレートによって決定され、等しくない場合も、等しくない場合もあります.
3. 各フレームフレームヘッダーとデータエンティティの 2 つの部分に分けられます.
4. フレームヘッダー: mp3 のビットレート、サンプリングレート、バージョン、およびその他の情報を記録します.
5. 各フレームは互いに独立しています. CRC チェックが有効な場合、フレームヘッダーの後に 2 バイトの CRC チェックが続きます。その後ろに 32 バイトの追加情報がある場合があります。

ID3V1 : 作者、作曲者、アルバムなどの情報が含まれます。長さは 128 に固定されています規格は包括的ではありません。保存される情報はほとんどありません。歌詞は保存できません。アルバムカバー、写真などです。ID3
V2.0 はかなり完全な標準ですが、ソフトウェアを作成する際に困難をもたらします.この形式を支持する人はたくさんいますが、実際にソフトウェアでそれを実現する人はほとんどいません.現在、ほとんどのMP3はまだID3 V1.0標準を使用しています . この標準では、MP3 ファイルの最後の 128 バイトを使用して ID3 情報を保存します。

説明情報
一部の mp3 には、追加の説明情報が含まれている場合があります。

ID3V2 分析

先頭の長さは 10 バイトで、構造は次のとおりです。

タグヘッダー

ヘッダー識別: 3 バイト、文字 ID3 で構成され、これが ID3v2 ラベルであることを示します;
メインバージョン番号: バージョン番号 ID3V2.3 レコード 3 つの
マイナーバージョン番号: ここでは 0 として記録されます
ラベルサイズ: 以下を表しますの合計サイズすべてのタグ付きフレーム。合計 4 バイトを占有しますが ID3v2 標準の要件に従って、各バイトは 7 ビットのみを使用し、最上位ビットは使用されず、常に 0 です。たとえば、後続のタグフレームの合計サイズが257 の場合、書き込み時は次のようにする必要があります: 513
値を書き込む場合:計算結果は各バイトの最上位ビット 0 を破棄する必要があるため、ビッグエンディアン形式で書き込む

    public static int discard(int num)
    {
        int result = 0, mask = 0x7F;
        while ((mask ^ 0x7FFFFFFF)==1)
        {
            result = num & ~mask;
            result <<= 1;
            result |= num & mask;
            mask = ((mask + 1) << 8) - 1;
            num = result;
        }
        return result;
    }

回復：

    public static int recovery(int num) {
        byte[] D = new byte[4];
        D[0] = (byte) (num & 0xff);
        D[1] = (byte) (num >> 8 & 0xff);
        D[2] = (byte) (num >> 16 & 0xff);
        D[3] = (byte) (num >> 24 & 0xff);
        int Result = 0x0;
        Result = Result | D[0];
        Result = Result | (D[1] << 7);
        Result = Result | (D[2] << 14);
        Result = Result | (D[3] << 21);
        return Result;
    }

大小を理解していない場合は、私の記事を読むことができます: Click me to view

ラベルフレーム

データ構造の定義:
TIT2 = タイトルは曲のタイトルを示します
TPE1 = 作者
TALB = アルバム
TRCK = トラックフォーマット: N/M (N はアルバムの N 番目の曲、M はアルバムの合計 M 曲、N と M) TYER = ASCII コードで表現された数値
TYER = 年は ASCII コードで表現された数値
TCON = 型は文字列で直接表現
COMM = コメント形式: "eng/0 remark content"、ここで eng は使用される自然言語を表す注釈
サイズ = フレームを表すマークの実際の意味が何であるかは明確ではありません。
flags = フレームコンテンツのサイズを表します。ここで、書き込み時にはビッグエンディアン形式である必要があることに注意してください。

フレーム分析 - ラベルフレーム

フレームヘッダー: 4バイトの長さ。フレームヘッダーの後に 2 バイトの CRC チェックがある場合があります。これらの 2 バイトの存在は、フレームヘッダー情報の 16 番目のビットに依存します。0 の場合、フレームヘッダーの後にチェックサムはありません。、1 はチェックサムがあることを意味し、チェックサム値の長さは 2 バイトです
(以下は可変長の追加情報です。標準の MP3 ファイルの場合、長さは 32 バイトです。この括弧内のテキストの内容は、このようなファイルはしばらく見たことがありません)、圧縮された音声データが続き、デコーダーがここを読み取るときにデコードされます。

すべての Mp3 ファイルのデータフレームの最初の 2 バイトは、 "FF FA" または "FF FB" でなければなりません。

名前	ビット長		例証する
同期情報	11	2バイト目	すべてのビットが 1 で、最初のバイトは常に FF です。
バージョン	2		00-MPEG 2.5、01-未定義、10-MPEG 2、11-MPEG 1
層	2		00-未定義、01-レイヤー 3、10-レイヤー 2、11-レイヤー 1
CRCチェック	1		0-チェック、1-チェックなし
ビットレート	4	3バイト目	取样率，单位是kbps，如:采用MPEG-1 Layer 3，64kbps是，值为0101。 bits V1,L1---V1,L2---V1,L3---V2,L1---V2,L2---V2,L3 0000--free--free--free--free--free--free 0001--32--32--32--32(32)--32(8)--8 (8) 0010--64--48--40--64(48)--48(16)--16 (16) 0011--96--56--48--96(56)--56(24)--24 (24) 0100--128--64--56--128(64)--64(32)--32 (32) 0101--160--80--64--160(80)--80(40)--64 (40) 0110--192--96--80--192(96)--96(48)--80 (48) 0111--224--112--96--224(112)--112(56)--56 (56) 1000--256--128--112--256(128)--128(64)--64 (64) 1001--288--160--128--288(144)--160(80)--128 (80) 1010--320--192--160--320(160)--192(96)--160 (96) 1011--352--224--192--352(176)--224(112)--112 (112) 1100--384--256--224--384(192)--256(128)--128 (128) 1101--416--320--256--416(224)--320(144)--256 (144) 1110--448--384--320--448(256)--384(160)--320 (160) 1111--bad--bad--bad--bad--bad--bad V1 - MPEG 1，V2 - MPEG 2 and MPEG 2.5 L1 - Layer 1 ，L2 - Layer 2 ， L3 - Layer 3 "free" ：位率可变 "bad" ：不允许值
采样频率	2		MPEG-1： 00-44.1kHz ，01-48kHz ，10-32kHz ，11-未定义 MPEG-2： 00-22.05kHz ， 01-24kHz ，10-16kHz ，11 MPEG-2.5： 00-11.025kHz ，01-12kHz ，10-8kHz ，11-未定义
帧长调节	1		用来调整文件头长度，0-无需调整，1-调整
保留字	1		没有使用
声道模式	2	第 4字节	00-立体声，01-联合立体声（是基于帧与帧完成的）， 10-双声道，11-单声道
扩充模式	2		声道是01时用:Value强度立体声，MS立体声 00 off off 01 on off 10 off on 11 on on
版权	1		0-不合法 1-合法
原版标志	1		0-非原版 1-原版
强调方式	2		用于声音经降噪压缩后再补偿的分类，很少用到，今后也可能不会用。 00-未定义 01-50/15ms 10-保留 11-CCITT J.17

帧长计算

计算公式:这取决于位率和频率
Lyaer 1使用公式：
帧长度（字节） = 每帧采样数 / 采样频率 * 比特率/ 8 +填充 * 4
Lyer 2和Lyaer 3使用公式：
帧长度（字节）= 每帧采样数 / 采样频率 * 比特率/ 8 + 填充

2.帧的填充大小就是第23位的帧长调节，不是0就是1。
3.采样个数:MPEG1-3的不同规范，以及同一规范中不同的 Layer1-3，每一帧
对应的采样，都是固定的，具体的值看下表（单位：个/帧）：

MPEG帧的采样表

	MPEG 1	MPEG 2(LSF)	MPEG 2.5(LSF)
Layer 1	384	384	384
Layer 2	1152	1152	1152
Layer 3	1152	576	576

每帧播放时长

每帧播放持续时间 = 帧大小 / 采样率

ID3V1尾部说明

字节	长度-bytes	内容
1-3(A)	3	存储了“TAG”字符，表示ID3V1标准，后面歌曲信息。
4-33(B)	30	歌名称
34-63(C)	30	作者名称
64-93(D)	30	专辑名称
94-97(E)	4	年份
98-125(F)	28	附注
126(G)	1	保留位
127(H)	1	音轨号
127(I)	1	MP3音乐类别一共147种

各项信息按顺序存放，没有任何标识将其分开，比如标题信息不足30 个字节，会使用”\0”填充。

Mp3解码还原流程

MP3解码经MP3编码方式压缩后的音频数据还原成原始PCM数据的过程。

MP3解码的整个工作流程见图下图，当预处理操作把MP3帧中的帧头和边信息解码后，解码器对经预处理后的信息进行缩放因子解码和哈夫曼解码，得出的结果再经反量化、重排序、立体声解码、混叠消除、逆离散余弦变换、频率反转和子带合成滤波等操作后，得到左右声道PCM音频数据，完成整个解码过程。

解码导言

这些个复杂的解码过程，我已经为大家封装好了，大家直接调用就可以导出左右PCM数据，
和对Mp3的播放。

上代码

前言
我提供了多种方法,共大家使用。

最适合新手的，最快捷的

如果你需要直接播放，我们为你封装好了，此方式，__response是一个工具框架响应快捷类。

代码见下即可:

import IOS_SHOGUN_Component.__response;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.Mp3DecodeException;

import javax.sound.sampled.SourceDataLine;
import java.io.*;
public class Java {

    public static void main(String[] X) throws IOException {
        try {
            try (SourceDataLine Mp3 = __response.Debug_PlayMp3("Mp3地址")) {
                
            }
        } catch (Mp3DecodeException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

直接导出数据

如果你要直接导出PCM用于缓存或者其他，持久性性存储

两种存储方式

一种是Base64这种二进制存储方式占用内存小,转换后的大小比例大概为1/3,降低了资源服务器的消耗;
base64编码的字符串,更适合不同平台、不同语言的传输

一种是流存储的方式，不过这种大概只能用于暂时性的缓存，不推荐全部转化为了字节数组，因为
存在丢失的风险，通俗来讲就是，你的音频就变成一段乱音了。

TaskList<String>方式

内容:

保存了每一帧的解码后的二进制数据，随时可以对数据持久化。
也可以对数据音频进行剪辑，等其他变声操作。
它也可以导出成其他list集合，以及提供了非常的API方式，
原始API与Java自带的是一致的线程安全集合。

注意:

在将每一帧的提出并且缓存时，我们需要将它转化为,音频数据

import IOS_SHOGUN_Component.TaskList;
import IOS_SHOGUN_Component.__response;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.Mp3DecodeException;
import java.io.*;
public class Java {

    public static void main(String[] X) throws IOException {
        try {
            TaskList<String> Data=__response._mp3_extract_mode_Base64("路径");
            //保存了每一帧的PCM解码数据
            byte[] PCM=__response._base64_T_X2(Data.get(0));
        } catch (Mp3DecodeException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

流方式

两种方式，一种是ByteArrayOutputStream，一种是ByteArrayInputStream两种方式

import IOS_SHOGUN_Component.__response;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.Mp3DecodeException;
import java.io.*;
public class Java {

    public static void main(String[] X) throws IOException {
        try {
            ByteArrayInputStream I=__response._mp3_extract_mode_IStream("路径");
            ByteArrayOutputStream O=__response._mp3_extract_mode_OStream("路径");
        } catch (Mp3DecodeException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

快捷方式还有很多

你也可以直接导出成pcm格式文件

同样可以使用快捷方式
你可以使用常用的本地导出，和缓存的TaskList<String>,流方式

Mp3是缓存数据不是-本地数据怎么提取转换成Pcm数据?

在Colorful1.1中提供了流读取的支持，比如如果是客户端发送来的音频数据，我们就可以使用它。

翻译成ByteArrayInputStream

翻译成ByteArrayOutputStream

非快捷方式

它同时准备了非快捷的接口，看下图这些快捷方式只是对原本开放的API做了一次完成的封装。

_mp3_extract_mode_Decode

Debug_PlayMp3

同样我们可以直接复制

参数Audio，音频输出类，存储方式，是否是本地引入/缓存引入(CacheData)，缓存引入时，它只能执行转化程序。

import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.AudioBuffer;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.DecodeSuperclasses;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.Header;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.Mp3DecodeException;
import IOS_SHOGUN_Component.mp3_Decode;

import javax.sound.sampled.AudioFormat;
import javax.sound.sampled.AudioSystem;
import javax.sound.sampled.LineUnavailableException;
import javax.sound.sampled.SourceDataLine;
import java.io.*;
public class Java {

    public static void main(String[] X) throws IOException, Mp3DecodeException {

        mp3_Decode Create = new mp3_Decode(new mp3_Decode.Audio(), AudioBuffer.STREAM, mp3_Decode.LocalData);
        Create.open("路径/流的方式", false);
        
        if (Create.onCreateAndStart()) {

            DecodeSuperclasses DECODE = Create.getPCM_DecodeSuperclasses();
            Header Head = DECODE.getRecording();
            AudioFormat af = new AudioFormat((float) Head.getSamplingRate(), 16, Head.getChannels(), true, false);

            SourceDataLine DataLineSource;
            try {
                DataLineSource = AudioSystem.getSourceDataLine(af);
            } catch (LineUnavailableException var8) {
                throw new RuntimeException(var8);
            }

            try {
                DataLineSource.open(af, 8 * Head.getPcmSize());
            } catch (LineUnavailableException var7) {
                throw new RuntimeException(var7);
            }

            DataLineSource.start();
            ByteArrayInputStream D = DECODE.getAudioBuffer().getPcmDataExportIStream();
            byte[] DD = new byte[DECODE.getAudioBuffer().getOffset()];

            while (D.read(DD) != -1) {
                DataLineSource.write(DD, 0, DD.length);
            }
        }
    }
}

为啥没有TaskList<String>?，因为TaskList数据引入只是我们的一个有备而来的接口，它最后还是会变成流的方式进入mp3_Decode进行解码流程。并且它是线程安全的。

其实这里我写复杂了，可以更简单
参数Audio，音频输出类，存储方式，是否是本地引入/缓存引入(CacheData)，缓存引入时，它只能执行转化程序。
->几个参数Audio，音频输出类，存储方式，是否是本地引入/缓存引入(CacheData)，缓存引入时，它只能执行转化程序。

import IOS_SHOGUN_Component.*;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.AudioBuffer;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.Mp3DecodeException;
import java.io.*;
public class Java {

    public static void main(String[] X) throws IOException, Mp3DecodeException {
        //参数Audio，音频输出类，存储方式，是否是本地引入/缓存引入(CacheData)，缓存引入时，它只能执行转化程序。
        mp3_Decode.Audio a=new mp3_Decode.Audio();
        mp3_Decode Create = new mp3_Decode(a, AudioBuffer.STREAM, mp3_Decode.LocalData);
        Create.open("流/路径", true);
        if (Create.onCreateAndStart()){
            //创建解码向导
        };
    }
}

我们再添加一点操作，因为在创建（onCreateAndStart）时，程序是阻塞的

import IOS_SHOGUN_Component.*;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.AudioBuffer;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.Mp3DecodeException;
import java.io.*;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Java {

    public static void main(String[] X) throws IOException, Mp3DecodeException {
        SequenceCachedPool C=new SequenceCachedPool(1,2,100, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(10));//创建一个池做操作控制
        //参数Audio，音频输出类，存储方式，是否是本地引入/缓存引入(CacheData)，缓存引入时，它只能执行转化程序。
        mp3_Decode.Audio a=new mp3_Decode.Audio();
        mp3_Decode Create = new mp3_Decode(a, AudioBuffer.STREAM, mp3_Decode.LocalData);
        Create.open("流/路径", true);
        C.submit(()->{
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                Create.close();
                //5秒后退出
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        });
        if (Create.onCreateAndStart()){
            //创建解码向导
        };
    }
}

更推荐这样做

我更加的推荐把它当作一个转化程序，去做，因为它本身的任务不是播放。
这些是额外附加的。

getBase64Statistics(专为PCM-Base64数据做统计)，像这样的专项API还有很多

代码

import IOS_SHOGUN_Component.*;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.AudioBuffer;
import IOS_SHOGUN_Component.decodeAean.Mp3DecodeException;
import java.io.*;
public class Java {

    public static void main(String[] X) throws IOException, Mp3DecodeException {
        //注意这里必须是AudioBuffer.BASE64,不然不管以任何方式获取base64的PCM纯音频数据都将为空!
        mp3_Decode Create = new mp3_Decode(new mp3_Decode.Audio(), AudioBuffer.BASE64, mp3_Decode.LocalData);
        Create.open("D:\\WindowsDataStorageFolder\\CSDN2.mp3", false);//为false只做转化
        if (Create.onCreateAndStart()){
            TaskList<String> Data=Create.getPCM_dataLine().getPcmDataTaskList();
            //或者
            //TaskList<String> Data=Create.getPCM_DecodeSuperclasses().getAudioBuffer().getPcmDataTaskList();
            console.success("数据总长%s".formatted("PCM数据段总长->"+Data.getBase64Statistics()));
        };
    }
}

结尾

如果你喜欢的话就点个赞吧。

Java Mp3 は、WAV/PCM オーディオデータを変換し、デコードして詳細に分析し、データ収集/ビットストリーム/再生の各フレームを抽出する、1 行のコードです!

序文

デコード処理

MP3 構造

ID3V2 分析

タグヘッダー

ラベルフレーム

フレーム分析 - ラベルフレーム

帧长计算

每帧播放时长

ID3V1尾部说明

Mp3解码还原流程

解码导言

上代码

最适合新手的，最快捷的

直接导出数据

两种存储方式

TaskList<String>方式

内容:

注意:

流方式

快捷方式还有很多

你也可以直接导出成pcm格式文件

Mp3是缓存数据不是-本地数据怎么提取转换成Pcm数据?

翻译成ByteArrayInputStream

翻译成ByteArrayOutputStream

非快捷方式

更推荐这样做

代码

结尾

おすすめ

Java Mp3 は、WAV/PCM オーディオ データを変換し、デコードして詳細に分析し、データ収集/ビット ストリーム/再生の各フレームを抽出する、1 行のコードです!

序文

デコード処理

MP3 構造

ID3V2 分析

タグヘッダー

ラベルフレーム

フレーム分析 - ラベル フレーム

帧长计算

每帧播放时长

ID3V1尾部说明

Mp3解码还原流程

解码导言

上代码

最适合新手的，最快捷的

直接导出数据

两种存储方式

TaskList<String>方式

内容:

注意:

流方式

快捷方式还有很多

你也可以直接导出成pcm格式文件

Mp3是缓存数据不是-本地数据怎么提取转换成Pcm数据?

翻译成ByteArrayInputStream

翻译成ByteArrayOutputStream

非快捷方式

更推荐这样做

代码

结尾

おすすめ

Java Mp3 は、WAV/PCM オーディオデータを変換し、デコードして詳細に分析し、データ収集/ビットストリーム/再生の各フレームを抽出する、1 行のコードです!

フレーム分析 - ラベルフレーム