AMR文件格式分析

    xiaoxiao2026-04-18  4

    最近在传输手机录音时,遇到了AMR编码的问题,开始以为可以任意截断amr文件 ,加个文件头就可以播 放的,后来发现是有问题,这样得到的amr音频有些不能正常播放,后来参看amr格式后,才知道amr文件是一帧一帧的,如果是按照完整的帧前面添加文件头,就没问题了,下面是参考的一篇文章: 原文地址:http://blog.csdn.net/dinggo/archive/2007/12/25/1966444.aspx 目录 1.    概述 2.    AMR编码方式 3.    AMR文件结构示范图 4.    AMR帧头格式分析 5.    异常帧分析 6.    AMR帧读取算法 7.    参考资料

    1.      概述

    现在很多智能手机都支持多媒体功能,特别是音频和视频播放功能,而AMR文件格式是手机端普遍支持的音频文件格式。

     

    AMR,全称是:Adaptive Multi-Rate,自适应多速率,是一种音频编码文件格式,专用于有效地压缩语音频率。

     

    AMR音频主要用于移动设备的音频压缩,压缩比非常高,但是音质比较差,主要用于语音类的音频压缩,不适合对音质要求较高的音乐类音频的压缩。

     

    下面是两个AMR示范文件,一个是新闻类,一个是歌曲,可以听出来,音乐类压缩成AMR格式后,音质大大降低。

    编号

    文件名

    文件长度

    时长

    1

    h.amr              (歌曲)

    409KB

    04:21

    2

    zbc1217.amr

    242KB

    02:36

     

     

    2.        AMR编码方式

    AMR有多种编码方式,每种编码方式的采样频率不同:

     

     

    规格

    比特率(kbps

    音频帧大小(字节)

    帧头(字节)

    FT

    0

    AMR 4.75

     

    13

    04 00000100

    0000

    1

    AMR 5.15

     

    14

    0C 00001100

    0001

    2

    AMR 5.9

     

    16

    14 00010100

    0010

    3

    AMR 6.7

     

    18

    1C 00011100

    0011

    4

    AMR 7.4

     

    20

    24 00100100

    0100

    5

    AMR 7.95

     

    21

    2C 00101100

    0101

    6

    AMR 10.2

     

    27

    34 00110100

    0110

    7

    AMR 12.2

     

    32

    3C 00111100

    0111

     

    说明:

    l         比特率是指将数字声音由模拟格式转化成数字格式的采样率,采样率越高,还原后的音质就越好。

     

    l         比特率值与现实音频对照:

    16kbps=电话音质

    24kbps=增加电话音质、短波广播、长波广播、欧洲制式中波广播

    40kbps=美国制式中波广播

    56kbps=话音

    64kbps=增加话音(手机铃声最佳比特率设定值、手机单声道MP3播放器最佳设定值)

    112kbps=FM调频立体声广播

    128kbps=磁带(手机立体声MP3播放器最佳设定值、低档MP3播放器最佳设定值)

    160kbps=HIFI高保真(中高档MP3播放器最佳设定值)

    192kbps=CD(高档MP3播放器最佳设定值)

    256kbps=Studio音乐工作室(音乐发烧友适用)

     

    l         音频数据帧大小的计算:

    amr 一帧对应20ms,那么一秒有50帧的音频数据。由于比特率不同,每帧的数据大小也不同。

    如果比特率是12.2kbs,那么每秒采样的音频数据位数为:

    12200 / 50 = 244bit = 30.5byte,取整为31字节。

    取整要四舍五入。

    再加上一个字节的帧头,这样数据帧的大小为32字节。

     

    3.      AMR文件结构示范图

    下面是一个AMR文件示范:

     

     

     

     

    从图中可以看出,所有AMR文件头标志是6个字节。(最后一个字节是换行符“\n”)

    后面就紧跟的是音频帧。这个文件是每帧32字节。

     

    文件头

    语音帧 1

    语音帧 2

     

     

    4.      AMR帧头格式分析

    AMR语音帧格式为帧头和语音数据组成。

    帧头

    语音数据

     

    AMR语音帧头占1个字节,如下图所示:

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    P

    FT

    Q

    P

    P

    0

     

     

     

     

    0

    0

    0

     

    其中:

    P = 0

    FTFrame Type,对应不同编码模式。(参见“2. AMR编码方式”中表格中的说明)

    Q:帧质量指示器,0:表示为坏帧。

    后面的P0

     

    5.      异常帧分析

    下图是一个出现异常帧的示例:(zbc1217.amr

     

     

     

     

    从上图可以看见,本amr音频帧头都是0x3C,但是在0x000091e6处,帧头字节为0x44。与0x3C不一致。而在0x00009243处,才恢复到0x3C

     

    对异常帧的简单处理办法是,遇到异常帧就跳过异常帧。后面的读帧算法有描述。

     

    6.      AMR帧读取算法

    因为可能存在异常帧,所以不一定所有的语音帧大小一致,对于跟正常帧大小不一致的,或者帧头跟正常帧头不一致的,就不交给解码器,直接抛弃该坏帧。

     

    读取帧的算法,用C语言来编写,readAMRFrame.cJAVA可以用类似的方法。

    下面是算法描述流程图。

     

     

     

    7.      参考资料

    l         rfc3267

    http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3267.txt

    http://ietfreport.isoc.org/rfc/PDF/rfc3267.pdf

    l         3GPP TS 26.104 V 6.1.0 (2004-03)

    http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26104-CRs.htm

    l         3GPP AMR Floating-point Speech Codec

    http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26104.htm

    l         amr编程汇总”

    http://blog.csdn.net/windcao/archive/2006/01/04/570348.aspx

    l         关于AMR文件格式的解释

    http://www.mcublog.com/blog/user1/11409/archives/2006/16832.html

    l         

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