一種計算CD標識的算法
2019-09-06 23:33:45
供稿：網友
北 京 市167 信 箱(100036) 王 亞 軍
---- 本 文 介 紹 了 關 于 音 樂CD 的 紅 皮 書 格 式。 文 章 從 如 何 根 據 數 據 格 式， 調 用Windows MCI 接 口 函 數， 利 用 一 定 算 法 計 算CD 之ID 號， 用 來 唯 一 標 識CD 等 方 面 闡 述 和 說 明， 具 有 一 定 的 應 用 價 值。
一、 紅 皮 書 格 式
----在 光 盤 格 式 家 族 中， 大 家 較 熟 悉 的 有 紅 皮 書、 黃 皮 書、 白 皮 書 以 及 桔 皮 書 等 多 種 標 準。 這 些 格 式 有 個 共 同 的 特 點， 就 是 光 盤 最 小 分 配 單 位 是 長 度 為2352 個 字 節 的 扇 區； 當 然， 并 不 是 所 有 的2352 個 字 節 都 可 為 用 戶 所 用， 這 要 看 具 體 是 哪 個 標 準。 例 如， 黃 皮 書 格 式 中2352 個 字 節 要 扣 除 一 些 檢 錯 和 糾 錯 的 開 銷， 只 有2048 個 字 節 是 真 正 存 放 用 戶 數 據 的。
----紅 皮 書 格 式 是1980 年PHILIP 和SONY 聯 合 頒 布 的， 又 稱CD －DA 格 式， 是 為 控 制 音 頻CD 建 立 的 標 準。 它 是 國 際 標 準ISO10149。 紅 皮 書 標 準 規 范 了 光 盤 尺 寸、 塑 料 的 光 參 數、 錄 放 環 境、 信 號 測 量、 保 真 度 以 及 音 樂 波 形 數 字 文 件 結 構。 紅 皮 書 音 頻 的 數 字 化 方 式 用44.1kHz 的 采 樣 頻 率、16 級 量 化 電 平 而 且 是 雙 通 道 記 錄 和 線 形 格 式。 現 已 成 為 音 樂 工 業 中 的 事 實 標 準。 主 要 有 以 下 內 容：
最 多99 首 歌 曲（track， 即 音 軌）；
每 扇 區2352 字 節 均 用 來 存 放 聲 音 數 據；
聲 音 數 據 為 采 樣 率44.1K、16 比 特 量 化 的PCM 信 號；
立 體 聲；
無 目 錄 和 文 件 結 構， 連 續 存 放PCM 信 號；
播 放 時 按 每 秒75 扇 區 的 速 度；
每 張 光 盤 最 多74 分 鐘。
----音 頻 數 據 不 像 其 他 計 算 機 數 據（ 如 程 序 文 件） 那 樣 對 錯 誤 具 有 極 大 的 敏 感 性（ 一 般 對 誤 碼 具 敏 感 性 的 數 據 不 能 容 忍1 比 特 的 錯 誤）， 因 此 每 扇 區 的2352 個 字 節 無 需 額 外 的 檢 錯 糾 錯 的 開 銷， 均 可 用 來 存 放 音 頻 數 據。 這 樣， 每 個 扇 區 能 存 放 的 音 樂 時 間 為2352/（16/8 ×2 ×44100）=1/75 秒， 因 此 播 放 速 度 為75 扇 區 / 秒。 扇 區 地 址 與 播 放 時 間 具 有 一 一 對 應 的 關 系； 在CD －DA 格 式 中， 用 時 間MSF 格 式 表 示， 標 記 為 00：00：00 格 式：
----M： 分 鐘 數， 以 一 個 字 節 表 示；
----S： 秒 數， 范 圍0 ～59， 以 一 個 字 節 表 示；
----F： 扇 區 數， 范 圍0 ～74， 以 一 個 字 節 表 示， 代 表 有 多 少 個1/75 秒。
----在ISO 9660 標 準 下， 單 張 的 CD －ROM 被 定 義 為 一 個" 卷"， 前150 個 扇 區 用 于 保 存 各 個 音 軌 的 起 始 時 間 以 及 光 盤 本 身 的 卷 標、 版 權 等 信 息。 所 以， 從MSF 到 絕 對 扇 區 地 址 的 轉 換 關 系 為：
---- Address = M ＊ 60 ＊ 75 ＋ S ＊ 75 ＋ F ＋ 150 ;
----本 人 在 開 發 一 個 個 人CD 收 藏 數 據 庫 時 發 現， 各 個CD 出 版 公 司 都 有 自 己 的CD 編 號 規 范， 無 法 統 一， 如： DG 437 667 －2。 因 此， 有 必 要 采 用 一 種 算 法 唯 一 標 識 單 張CD。 基 于 以 上 分 析， 采 用 如 下 算 法， 事 實 證 明 是 可 行 的。
二、 算 法 說 明（ 程 序 框 架）
struct toc {
int min;
int sec;
int frame;
};// 單 個 音 軌 內 容 表
struct toc cdtoc[100];
// 結 構 數 組， 用 來 存 放 各 個 音 軌 的 內 容
int read_cdtoc_from_drive(void)
{
/ ＊ 將CD 的 內 容 表 讀 入cdtoc[] 結 構 數 組 ＊/
return (tot_trks);
}
int cddb_sum(int n)
{
int ret;
/ ＊ 將 傳 入 參 數 的 每 位 數 據 累 加 ＊/
ret = 0;
while (n > 0) {
/tret = ret ＋ (n ％ 10);
/tn = n / 10;
}
return (ret);
}
unsigned long cddb_discid(int tot_trks)
{
int i, t = 0, n = 0;
i = 0;
while (i
三、 使 用
----假 設 你 的 編 譯 器 支 持32 位 整 數， cddb_discid 函 數 計 算discid， 基 于CD 的 內 容 表， 按 照MSF 格 式， 故 意 忽 略 了 扇 區 數， 函 數 接 收tot_trks 參 數（CD 的 音 軌 總 數）， 返 回discid 這 個 整 數。 假 設cdtoc[] 是 一 個 結 構 數 組， 每 個 結 構 包 含 分 鐘 數、 秒 數 和 扇 區 數 三 個 域， 它 們 實 際 上 是 每 個 音 軌 的 分 鐘 數、 秒 數 和 扇 區 數 的 偏 移 量。 這 些 信 息 從CD 的 內 容 表 中 讀 出， 數 組 中 實 際 上 有tot_trks ＋ 1 個 元 素， 最 后 一 個 是 個 虛 擬 音 軌， 即 最 外 一 個 音 軌 末 端 的 偏 移 量， 或 稱 為 頂 頭 音 軌（ 也 稱 音 軌0xAA）， 函 數 循 環 檢 測 內 容 表 中 的 每 個 音 軌， 計 算 每 個 音 軌 的(M ＊ 60) ＋ S（ 按 秒 計 算 偏 移 量）， 并 把 結 果 給cddb_sum() 函 數， 該 函 數 把 數 據 中 的 每 個 數 字 累 加， 每 個 音 軌 的 結 果 保 存 在 變 量n 中。
----循 環 結 束 時
用 頂 頭 音 軌 的 偏 移 量（M ＊60 ＋S） 減 去 第 一 個 音 軌 的 偏 移 量 （M ＊60 ＋S）, 按 秒 計 算disk 的 長 度。
用n 對0xff 取 余， 將 結 果 左 移24 位。
把t 左 移8 位。
----把2、3 所 得 結 果 連 同tot_trks 進 行 或 運 算， 結 果 便 是diskid。
----為 了 建 庫 方 便，diskid 用16 進 制 代 表， 如 果 少 于8 位 字 符 串， 前 面 補0，（ 如3a8f07 變 為003a8f07）， 為 方 便 起 見， 其 中 的 字 母 用 小 寫。
----使 用MS －Windows MCI 接 口 的 用 戶 應 注 意：
----Windows MCI 接 口 不 提 供 頂 頭 音 軌 的MSF 位 置， 因 此， 你 必 須 通 過 計 算 最 后 一 個 音 軌 的 起 始 位 置 加 上 最 后 一 個 音 軌 的 長 度 來 得 到 它。 然 而，MCI 接 口 返 回 最 后 一 個 音 軌 的 長 度 比CD 的Toc 中 所 存 的 長 度 少 一 楨， 大 多 數 情 況 下， 這 不 影 響 產 生 的ID， 因 為， 計 算disk ID 時， 總 要 截 掉 楨 數。 然 而， 如 果 頂 頭 音 軌 的 楨 數 為0， 秒 數 會 減 一， 楨 數 成 為74， 例 如： 一 張CD 最 后 一 個 音 軌 在 偏 移 量48m 32s 12f 處， 該 音 軌 長 度 為2m 50s 63f， 頂 頭 偏 移 量51m 23s 0f， Windows MCI 錯 誤 報 告 長 度 為2m 50s 62f， 這 會 產 生51m 22s 74f 的 頂 頭 偏 移 量， 這 樣 導 致 長 度 被 截 斷 一 秒， 從 而 使 得disk ID 不 正 確。 這 樣， 當 你 計 算 頂 頭 位 置 的 時 候， 在 最 后 一 個 音 軌 的 長 度 上 加 上 一 楨。
----對 于Windows 客 戶 來 說， 按 照MSF 格 式 計 算 頂 頭 的 最 簡 便 的 方 法 是：
(offset_minutes ＊ 60 ＊ 75) ＋(offset_seconds ＊ 75) ＋offset_frames ＋ (length_minutes ＊ 60 ＊ 75) ＋(length_seconds ＊ 75) ＋ length_frames ＋1=X
X 是 按 楨 計 算 的 頂 頭 偏 移 量， 若 按 秒 計 算， 只 需 簡 單 地 用75 除， 消 掉 余 數 即 可。
