一种计算CD标识的算法
2019-09-06 23:33:45
供稿：网友
北 京 市167 信 箱(100036) 王 亚 军
---- 本 文 介 绍 了 关 于 音 乐CD 的 红 皮 书 格 式。 文 章 从 如 何 根 据 数 据 格 式， 调 用Windows MCI 接 口 函 数， 利 用 一 定 算 法 计 算CD 之ID 号， 用 来 唯 一 标 识CD 等 方 面 阐 述 和 说 明， 具 有 一 定 的 应 用 价 值。
一、 红 皮 书 格 式
----在 光 盘 格 式 家 族 中， 大 家 较 熟 悉 的 有 红 皮 书、 黄 皮 书、 白 皮 书 以 及 桔 皮 书 等 多 种 标 准。 这 些 格 式 有 个 共 同 的 特 点， 就 是 光 盘 最 小 分 配 单 位 是 长 度 为2352 个 字 节 的 扇 区； 当 然， 并 不 是 所 有 的2352 个 字 节 都 可 为 用 户 所 用， 这 要 看 具 体 是 哪 个 标 准。 例 如， 黄 皮 书 格 式 中2352 个 字 节 要 扣 除 一 些 检 错 和 纠 错 的 开 销， 只 有2048 个 字 节 是 真 正 存 放 用 户 数 据 的。
----红 皮 书 格 式 是1980 年PHILIP 和SONY 联 合 颁 布 的， 又 称CD －DA 格 式， 是 为 控 制 音 频CD 建 立 的 标 准。 它 是 国 际 标 准ISO10149。 红 皮 书 标 准 规 范 了 光 盘 尺 寸、 塑 料 的 光 参 数、 录 放 环 境、 信 号 测 量、 保 真 度 以 及 音 乐 波 形 数 字 文 件 结 构。 红 皮 书 音 频 的 数 字 化 方 式 用44.1kHz 的 采 样 频 率、16 级 量 化 电 平 而 且 是 双 通 道 记 录 和 线 形 格 式。 现 已 成 为 音 乐 工 业 中 的 事 实 标 准。 主 要 有 以 下 内 容：
最 多99 首 歌 曲（track， 即 音 轨）；
每 扇 区2352 字 节 均 用 来 存 放 声 音 数 据；
声 音 数 据 为 采 样 率44.1K、16 比 特 量 化 的PCM 信 号；
立 体 声；
无 目 录 和 文 件 结 构， 连 续 存 放PCM 信 号；
播 放 时 按 每 秒75 扇 区 的 速 度；
每 张 光 盘 最 多74 分 钟。
----音 频 数 据 不 像 其 他 计 算 机 数 据（ 如 程 序 文 件） 那 样 对 错 误 具 有 极 大 的 敏 感 性（ 一 般 对 误 码 具 敏 感 性 的 数 据 不 能 容 忍1 比 特 的 错 误）， 因 此 每 扇 区 的2352 个 字 节 无 需 额 外 的 检 错 纠 错 的 开 销， 均 可 用 来 存 放 音 频 数 据。 这 样， 每 个 扇 区 能 存 放 的 音 乐 时 间 为2352/（16/8 ×2 ×44100）=1/75 秒， 因 此 播 放 速 度 为75 扇 区 / 秒。 扇 区 地 址 与 播 放 时 间 具 有 一 一 对 应 的 关 系； 在CD －DA 格 式 中， 用 时 间MSF 格 式 表 示， 标 记 为 00：00：00 格 式：
----M： 分 钟 数， 以 一 个 字 节 表 示；
----S： 秒 数， 范 围0 ～59， 以 一 个 字 节 表 示；
----F： 扇 区 数， 范 围0 ～74， 以 一 个 字 节 表 示， 代 表 有 多 少 个1/75 秒。
----在ISO 9660 标 准 下， 单 张 的 CD －ROM 被 定 义 为 一 个" 卷"， 前150 个 扇 区 用 于 保 存 各 个 音 轨 的 起 始 时 间 以 及 光 盘 本 身 的 卷 标、 版 权 等 信 息。 所 以， 从MSF 到 绝 对 扇 区 地 址 的 转 换 关 系 为：
---- Address = M ＊ 60 ＊ 75 ＋ S ＊ 75 ＋ F ＋ 150 ;
----本 人 在 开 发 一 个 个 人CD 收 藏 数 据 库 时 发 现， 各 个CD 出 版 公 司 都 有 自 己 的CD 编 号 规 范， 无 法 统 一， 如： DG 437 667 －2。 因 此， 有 必 要 采 用 一 种 算 法 唯 一 标 识 单 张CD。 基 于 以 上 分 析， 采 用 如 下 算 法， 事 实 证 明 是 可 行 的。
二、 算 法 说 明（ 程 序 框 架）
struct toc {
int min;
int sec;
int frame;
};// 单 个 音 轨 内 容 表
struct toc cdtoc[100];
// 结 构 数 组， 用 来 存 放 各 个 音 轨 的 内 容
int read_cdtoc_from_drive(void)
{
/ ＊ 将CD 的 内 容 表 读 入cdtoc[] 结 构 数 组 ＊/
return (tot_trks);
}
int cddb_sum(int n)
{
int ret;
/ ＊ 将 传 入 参 数 的 每 位 数 据 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 设 你 的 编 译 器 支 持32 位 整 数， cddb_discid 函 数 计 算discid， 基 于CD 的 内 容 表， 按 照MSF 格 式， 故 意 忽 略 了 扇 区 数， 函 数 接 收tot_trks 参 数（CD 的 音 轨 总 数）， 返 回discid 这 个 整 数。 假 设cdtoc[] 是 一 个 结 构 数 组， 每 个 结 构 包 含 分 钟 数、 秒 数 和 扇 区 数 三 个 域， 它 们 实 际 上 是 每 个 音 轨 的 分 钟 数、 秒 数 和 扇 区 数 的 偏 移 量。 这 些 信 息 从CD 的 内 容 表 中 读 出， 数 组 中 实 际 上 有tot_trks ＋ 1 个 元 素， 最 后 一 个 是 个 虚 拟 音 轨， 即 最 外 一 个 音 轨 末 端 的 偏 移 量， 或 称 为 顶 头 音 轨（ 也 称 音 轨0xAA）， 函 数 循 环 检 测 内 容 表 中 的 每 个 音 轨， 计 算 每 个 音 轨 的(M ＊ 60) ＋ S（ 按 秒 计 算 偏 移 量）， 并 把 结 果 给cddb_sum() 函 数， 该 函 数 把 数 据 中 的 每 个 数 字 累 加， 每 个 音 轨 的 结 果 保 存 在 变 量n 中。
----循 环 结 束 时
用 顶 头 音 轨 的 偏 移 量（M ＊60 ＋S） 减 去 第 一 个 音 轨 的 偏 移 量 （M ＊60 ＋S）, 按 秒 计 算disk 的 长 度。
用n 对0xff 取 余， 将 结 果 左 移24 位。
把t 左 移8 位。
----把2、3 所 得 结 果 连 同tot_trks 进 行 或 运 算， 结 果 便 是diskid。
----为 了 建 库 方 便，diskid 用16 进 制 代 表， 如 果 少 于8 位 字 符 串， 前 面 补0，（ 如3a8f07 变 为003a8f07）， 为 方 便 起 见， 其 中 的 字 母 用 小 写。
----使 用MS －Windows MCI 接 口 的 用 户 应 注 意：
----Windows MCI 接 口 不 提 供 顶 头 音 轨 的MSF 位 置， 因 此， 你 必 须 通 过 计 算 最 后 一 个 音 轨 的 起 始 位 置 加 上 最 后 一 个 音 轨 的 长 度 来 得 到 它。 然 而，MCI 接 口 返 回 最 后 一 个 音 轨 的 长 度 比CD 的Toc 中 所 存 的 长 度 少 一 桢， 大 多 数 情 况 下， 这 不 影 响 产 生 的ID， 因 为， 计 算disk ID 时， 总 要 截 掉 桢 数。 然 而， 如 果 顶 头 音 轨 的 桢 数 为0， 秒 数 会 减 一， 桢 数 成 为74， 例 如： 一 张CD 最 后 一 个 音 轨 在 偏 移 量48m 32s 12f 处， 该 音 轨 长 度 为2m 50s 63f， 顶 头 偏 移 量51m 23s 0f， Windows MCI 错 误 报 告 长 度 为2m 50s 62f， 这 会 产 生51m 22s 74f 的 顶 头 偏 移 量， 这 样 导 致 长 度 被 截 断 一 秒， 从 而 使 得disk ID 不 正 确。 这 样， 当 你 计 算 顶 头 位 置 的 时 候， 在 最 后 一 个 音 轨 的 长 度 上 加 上 一 桢。
----对 于Windows 客 户 来 说， 按 照MSF 格 式 计 算 顶 头 的 最 简 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 桢 计 算 的 顶 头 偏 移 量， 若 按 秒 计 算， 只 需 简 单 地 用75 除， 消 掉 余 数 即 可。
