Как определить длительность звучания файлов wma, midi, ogg и flac? , На голом Си

[hd44780]

Привет всем

Необходимо определять длительность звучания и прочих параметров (частота, битрейт и т.д.) файлов wma, midi, ogg и flac.
Причём надо это делать на голом Си, без всяких DirectShow и прочих супер библиотек, т.к. конечное предназначение - портативный плеер на микроконтроллере.

Всё, что там есть - стандартные файловые операции Си - fopen, fread, fwrite, lseek и fclose. lseek ущербный, умеет позиционироваться только вперёд и только от начала. Но это я уже успешно преодолел .

На настоящий момент я умею вытягивать всю информацию из mp3 (иногда наблюдаются глюки с определением частоты, но это уже мелочи ), считывать название и исполнителя из wma (успешно выдрал из какой-то проги на VB.NET) и получать всю инфу из wav.
Я знаю, что midi - это не оцифрованный звук, поэтому тут стоит вопрос только о длительности звучания.

Просьба поделиться информацией, как это делать. Желательно примерами кода, т.к. из голых спецификаций фиг что поймёшь. Я пытался читать многочисленные описания midi и спецификации WMA (ASF), ничего про длительность звучания я там не нашёл, а то, как там хранятся ноты, объекты и всё прочее меня совершенно не волнует, т.к. абсолютно все форматы проигрываются специальной микросхемой, которая их прекрасно понимает без каких-либо усилий с моей стороны.

Интересует исключительно описательная часть для вывода на дисплей.

Спасибо.

PS. Я создал эту тему не в разделе про микроконтроллеры, потому что чтение этой информации может потребоваться и в программе на компе, а не только в МК.
Если я не прав, то сорри

Сообщение отредактировано: hd44780 - 06.07.14, 08:39

[Pavia]

hd44780
А почему не взять готовый код на Си?
Выкинуть лишнее проще чем добавлять новое. Поэтому предлагаю разобраться с исходниками на FFMpeg тем более они простые.
https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/tree/master/libavformat
или Lame
http://lame.sourceforge.net/download.php
Для Midi первое что попалось это
https://wiki.videolan.org/Midi

[MedEx]

И самое смешное это то, что контейнеры кроме собственно дорожек имеют чанк заголовка в котором и указаны все атрибуты. Эти атрибуты и читают медиа библиотеки. Если их нет или они записаны неверно или повреждены - контейнер нечитаем. Посмотри хедеры нужных форматов контейнеров. Создай указатель на структуру типа чанка и из полей читай нужные данные.

[hd44780]

Да, посмотрю, спасибо.
Сейчас накопал CoolPlayer, он читает ogg, смотрю, как он его длительность определяет.

ffmpeg смотрел, там, похоже, из аудио только mp3. Который у меня уже есть. Но может я и неправ..
А видео мне пока не нужно, проц дохлый для этого.

Сообщение отредактировано: hd44780 - 06.07.14, 12:35

[DIS]

Круто. А проект будет открытый? (в плане исходного кода)

[Filka]

Цитата hd44780 @ 06.07.14, 08:37

успешно выдрал из какой-то проги на VB.NET

Может, Audio Tools Library сможешь портировать? Там есть всё кроме midi. Для midi можно поковырять исходники MODlist, но там тоже Delphi...

[hd44780]

Цитата DIS @ 06.07.14, 13:16

Круто. А проект будет открытый? (в плане исходного кода)

Да. Потом где-нибудь статью опубликую.
Пока оно ещё не готово - плейлистов фактически нет, просто сканирую USB-флэшку/SD карту и пишу туда же текстовый файлик с путями к нужным файлам, оттуда же их и читаю потом, интерфейс не доработан и прочее.
Ну это уже не для этого форума.

Добавлено 06.07.14, 14:31

Цитата Filka @ 06.07.14, 14:16

Цитата hd44780 @ 06.07.14, 08:37

успешно выдрал из какой-то проги на VB.NET

Может, Audio Tools Library сможешь портировать? Там есть всё кроме midi. Для midi можно поковырять исходники MODlist, но там тоже Delphi...

Может гляну ...
Но с делфи у меня туго...
Я в основном C/C++/C#. VB.NET довольно близок с C#, поэтому я его довольно легко понял. Но та прога, которую я потрошил, длительность WMA не определяет, только теги

[Pavia]

hd44780
Плохо смотрели.
WMA
https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/blob/maste...avformat/xwma.c
ASF
https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/blob/maste...format/asfdec.c
OGG
https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/blob/maste...format/oggdec.c
MP3
https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/blob/maste...format/mp3dec.c
WAV
https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/blob/maste...format/wavdec.c
FLAC
https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/blob/maste...ormat/flacdec.c

[Romzecs]

packages.ubuntu.com/ru/lucid/mpg321
packages.ubuntu.com/ru/lucid/libmpg123-0
тоже линуксовые, первый вроде попроще, а у второго зависимостей меньше
если может воспроизвести, наверно и инфу покажет

Сообщение отредактировано: Romzecs - 07.07.14, 08:29

[hd44780]

Ну я в процессе, как что будет получаться/не получаться, буду отписываться.

[hd44780]

Снова привет всем . Долго меня тут не было ...
В Донецке, который в "самостийной" т.н. стране украине довольно хреновая обстановка, мало способствующая какому-либо программо-писанию. Ну да ладно ..

Теперь по делу.
Перерывши тонну разных исходников программ на предмет получения информации из .ogg файлов, я убедился, что все они построены на официальных vorbis-овских либах, которые довольно древние (2007 год, если правильно помню) и в современных VS2010/2012 даже не компилятся, выдавая кучу разных ошибок.
Нормально компилится лишь вышеупомянутый coolplayer. Видать, его автор неплохо потрудился в плане адаптации ворбисовского старья под новые компиляторы.
Но и с него оказалось крайне мало толку, т.к. официальная либа написана крайне путанно и очень неоптимально с точки зрения расхода памяти. Чего стоит только выделение 64 кил блока динамической памяти и чтения туда куска файла ради получения какого-там заголовка длиной в 15-20 байт...
Короче, потраченное время ушло совершенно впустую.
Потом, довольно случайно я наткнулся вот на эту - http://getid3.sourceforge.net/ штуковину.
Это набор PHP библиотек для получения различной информации из кучи разных аудио/видео файлов.

Тоже читает кучу лишнего, но хоть без ненужных выкрутасов и выделения диких объёмов памяти.
На нём я и остановился.
На его основе сделал "считыватель" информации из OGG - прилагаю. Делал в VS2010. Имя файла вшито в программу.

Вложение здесь - Как определить длительность звучания файлов wma, midi, ogg и flac?
Тот вариант, который был здесь, неверно читал русские комментарии.

Сообщение отредактировано: hd44780 - 28.08.14, 05:34

[hd44780]

Всё, и в плеере алгоритм работает. Приступаю к mid, там только время звучания вычислить.

По OGG только один вопрос остался. Я так и не понял, в какой кодировке там русские названия хранятся?
Перекодировал mp3 с русскоязычными тегами в OGG каким-то он-лайн перекодировщиком, он туда какой-то фигни написал. Каждый символ 2-байтный, а-ля Unicode, но я даже на компе на 100% не сумел прочитать эти строчки. Они только в режиме DOS кодировки наполовину читабельны. Естественно, через один символ.

Сообщение отредактировано: hd44780 - 25.08.14, 15:32

[hd44780]

То же самое для WMA.
Также под VS.NET 2010, имя читаемого файла вшито в программу.

Прикреплённый файлWMA_Reader.zip (11,55 Кбайт, скачиваний: 232)

Сообщение отредактировано: hd44780 - 25.08.14, 15:29

[korvin]

Цитата hd44780 @ 22.08.14, 16:31

По OGG только один вопрос остался. Я так и не понял, в какой кодировке там русские названия хранятся?

Рискну предположить, что в UTF-8.

[hd44780]

Да хз ...
Я даже не нашёл нормальной проги для конвертирования в OGG. Пробовал Total Audio Converter - на конвертировании в OGG он вылетает

WMA в плеере работает .

[hd44780]

Цитата korvin @ 25.08.14, 15:40

Рискну предположить, что в UTF-8.

Да, нашёл какую-то прогу, переконвертировал ею mp3 в ogg, comments получились в UTF-8.
Ща буду какой-то конвертер UTF-8 -> Win-1251 сочинять/искать готовый. Знакогенератор в плеере понимает только Win-1251.
Стандартные виндозные функции мне не подходят, даже если они и существуют.

Сообщение отредактировано: hd44780 - 26.08.14, 13:53

[hd44780]

Вариант для OGG с конвертированием инф. тегов из UTF-8 в Win-1251.
Конвертер свой, встроенный, без каких-либо виндозных функций.
Прикреплённый файлOGG_Reader.zip (11,08 Кбайт, скачиваний: 244)

[Kray74]

Если я правильно понял спецификацию ogg, то comments должны быть в UTF-8.

[hd44780]

Да, всё верно, там UTF-8.
То тот онлайн-перекодировщик наглючил, выдал комментарии в полубредовой полу-DOS кодировке.

[hd44780]

MIDI.
Определяет длительность звучания и битрейт.
Понятие "битрейт" для MIDI я, честно говоря, не понимаю, по-моему просто прикол. Определяется делением длины файла на длительность в секундах .

В проге возможен глюк на многодорожечных MIDI-файлах. Я не смог это протестировать, т.к. не нашёл таких файлов.
Если у кого есть, проверьте пожалуйста, или киньте мне сюда такой файл.
И ещё.

Проверял на файлах нулевого формата, т.к. используемая в плеере микросхема VS1053 понимает только его.
Прикреплённый файлMIDI_Reader.zip (8,6 Кбайт, скачиваний: 233)

[hd44780]

Да, на многодорожечных моё изделие глючит. Ну и фиг с ним .
VS1053 их тоже не понимает, потому не смертельно.

[hd44780]

Последний формат - FLAC.
Для себя пока считаю тему закрытой. Всем участвующим спасибо.
Но если кто-то улучшит предложенные программки, просьба поделиться

Тут выше интересовались проектом целиком - если кто знает, куда здесь класть подобные вещи, напишите плиз.
Когда я всё закончу - выложу. Когда - не знаю, тут ещё кое-что осталось доделать по функционалу...
Прикреплённый файлFLAC_Reader.zip (14,39 Кбайт, скачиваний: 191)

Сообщение отредактировано: hd44780 - 15.09.14, 05:21

[hd44780]

Пришлось снова вернуться к этой теме.

Использовавшийся у меня код для чтения MP3 безбожно врал - правильно читались только ID3v1/v2 тэги, всё остальное в 98% случаях оказывалось полной чушью.
Пришлось заняться им вплотную. Нашёл на просторах приемлемый образчик проги на VB.NET, перевёл на чистый Си, доработал её с учётом статьи.
Оригинал на VB.NET не выкладываю, т.к. он имеет существенные недоработки:
1. Не учитывает версию MPEG и Layer при определении битрейта и частоты, из-за чего частенько выдаёт неверный результат
2. ID3v2 тег в начале не пропускался (его наличие/отсутствие никак не проверялось), поэтому он иногда думал, что фрейм начинается где-то на середине имени исполнителя или названия песни со всеми вытекающими ...

К тому же автор забыл приложить один из файлов формы окна программы - в итоге полная некомпилируемость проекта. Восстанавливать его руками мне стало лениво .
Хорошо хоть .exe и основной файл со всеми расчётами дал... Ну а про конвертирование байтов в строки вида 1110101001 и вырезанием из неё нужных битов функцией substring вместо лог AND и сдвигов я вообще молчу - эт вообще ещё тот шедевр . Ну да ладно, его исходник помог во многом разобраться.
Если кто-то захочет - выложу.

******************************************************
Следующее замечание касается wav-файлов.
Казалось бы, что может быть проще - формат простой, как 3 копейки, разжёван на каждом углу, статей о нём - тьма-тьмущая, даются даже готовые исходники по чтению всех параметров, включая расчёт длительности звучания - http://audiocoding.ru/article/2008/05/22/w...-structure.html

Но не тут-то было. При детальном рассмотрении выяснилось, что:
1. Все (те, которые попались мне на глаза) имеющиеся статьи описывают исключительно подформат PCM.
2. Другие подформаты (коих насчитывается больше сотни - http://audiocoding.ru/assets/meta/2008-05-...wav_formats.txt) вообще не рассматриваются. Иногда делается замечание, что они есть и всё . Но как и на что влияет не PCM формат - тишина.
3. В заголовке файла кроме "стандартных" секций fmt и data никто не запрещает иметь там кучу других, например, аналоги MP3 ID3 тегов оформляются как доп. секции в заголовке WAV файла. Даже в PCM. Это вообще большой-большой секрет и строжайшая "военная тайна", о которой никто и не заикается .

В итоге авторы статей делают существенное упрощение - они считают, что всегда имеют дело только с PCM (хоть реально это никак не проверяют), структура заголовка строго фиксирована и в ней есть только 3 подряд идущие части:
1. Первый подзаголовок RIFF длиной 12 байт
2. секция fmt (24 байта - 8 байт заголовок секции + 16-байтовая структура WAVEFORMATEX - см. ниже)
3. первые 8 байт секции data (сигнатура и длина).

Они просто вычитывают эти 12+24+8=44 байта в единую структуру и выполняют необходимые расчёты.

Исходя из вышесказанного, здесь есть 2, я бы сказал даже 3 грубейшие ошибки:
а) Длина секции fmt не 16 байт WAVEFORMATEX (без 8-байтового заголовка секции), её реальная длина хранится в поле subchunk1Size (название из статьи на audiocoding.ru). Её реальное содержимое - не всегда WAVEFORMATEX, а совершенно разные структуры, всегда начинающиеся с WAVEFORMATEX, остальное зависит от её поля wFormatTag.
Если там 0 - т.е. это PCM, то в секции больше ничего нет. Т.е. длина секции - 16 байт WAVEFORMATEX.
Если, например, там 0055h (подформат MP3), то длина секции 30 байт (структура MPEGLAYER3WAVEFORMAT)

б) Не учитывается (никак не проверяется) возможное наличие других секций.
У меня, например, есть очень много wav файлов, которые на самом деле mp3 и в которых между fmt и data есть некая секция fact с длиной данных 4 байта. Для чего она нужна я не знаю, но при чтении файла её необходимо правильно "переступать", чтобы корректно выйти на секцию data, длина которой необходима для расчёта длительности звучания файла.

в) Алгоритм расчета длительности звучания в вышеупомянутом примере некорректен, он опять же пригоден только для WAV PCM без "лишних" секций в заголовке. Его ошибки анализировать не буду, т.к. из вышесказанного и так всё ясно.

Поэтому, если, например, скормить примеру из http://audiocoding.ru/article/2008/05/22/w...-structure.html wav/mp3 файл, то мы получим заведемо неверную информацию.

"Ну и несколько слов о погоде" ©
Cтруктура WAVEFORMATEX в файлах WAV имеет вид:

typedef struct {
  WORD  wFormatTag;            2
  WORD  nChannels;             2
  DWORD nSamplesPerSec;        4
  DWORD nAvgBytesPerSec;       4
  WORD  nBlockAlign;           2
  WORD  wBitsPerSample;        2
} WAVEFORMATEX;

Т.е. 16 байт., а не 18, как в описании на сайте Microsoft, где в ней есть ещё одно 2-байтовое поле cbSize, но в файле оно отсутствует.

Прикладываю 2 простенькие программки на голом Си для определения параметров wav и mp3 файлов.
ID3v2 тег для MP3 не дешифруется, просто пропускается, как описано выше.
Прикреплённый файлMP3_Reader.7z (16,72 Кбайт, скачиваний: 204)
Прикреплённый файлWAV_Reader.7z (12,08 Кбайт, скачиваний: 161)

Сообщение отредактировано: hd44780 - 01.05.19, 12:10

[hd44780]

Новая версия MP3reader.
В предыдущей был найден ряд ошибок:
1. Ошибка с указателем. На некоторых файлах его иногда выносило в космос. Прога в лучшем случае выдавала неправильную инфу, в худшем её прибивала винда молотком по голове. Ну оно и понятно.
2. В некоторых MP3 файлах бывает по 2 ID3v2 тега (а может и больше ). На фига оно надо я не знаю, но из-за этого некорректно обнаруживался первый фрейм со всеми вытекающими ошибками. Добавил детектирование подобных ситуаций. Насколько корректно - хз, время покажет. Пока работает.
3. Не ошибка, но всё же - немного оптимизировал алгоритм.

Из недостатков пока могу отметить только одно - моё изделие иногда врёт .
Попадаются какие-то "ненормальные" MP3 файлы, на которых спотыкаются многие программы, включая всем известный WinAmp. У меня есть один такой файл (может и больше - не знаю), в плейлисте длина равна 0 мин 00 сек, инфо вообще пустое (кроме, разве что ID3 тегов), но при проигрывании он правильно показывает длительность звучания, частоту, битрейт и моно/стерео.
Даже MPAHeaderInfo, который очень часто хвалят, выдал длительность 00:00. Даже при полном сканировании.

И только лишь огромная похапешная либа - http://getid3.sourceforge.net/ выдала всю инфу без ошибок.
Но разбирать её и переделывать на си у меня пока нет вдохновения Чтение MP3 там дико мутное Может как-нибудь потом ...

Если кому интересно - могу выложить данный файл.

Прикреплённый файлMP3_Reader.zip (12,16 Кбайт, скачиваний: 146)

Сообщение отредактировано: hd44780 - 15.04.17, 09:02

[fixer]

У меня была аналогичная задача.

Выкладываю для WMA, она у меня получилась заметно короче.

Звуковые параметры заполняются в структуру WAVEFORMATEX, длительность в секундах - в переменную DWORD по ссылке, текстовая информация - в структуру ID3v1.

Касаемо поиска в mp3.
Я использовал вариант: ищем с начала файла ff, а когда нашли, проверяем, что байт после него &0xe0 ==0xe0.
Считаем это началом условного mp3 фрейма, вычисляем его длину, и убеждаемся, что после этого фрейма в файле также стоит ff,
причем параметры заголовка второго фрейма должны совпадать с первым, 4 байта.
Если (((l ^ next_l) & 0xffff0c00) !=0), то типы фреймов разные, и это вообще не фреймы, продолжаем поиск следующего ff.

А если одинаковы, считаем первый фрейм началом звуковых данных, берём из фрейма битрейт, делим на него длину файла за минусом текущей позиции.
Заголовок Xing пока не ищется и не анализируется, но он может оказаться только в первом фрейме.



Есть аналогичные процедуры для файлов других форматов, с поиском файлов и составлением списка по формату, заданным пользователем.

Если интересно, выложу исходники программы, там только голый си, никаких библиотек.

Хелп от программы:

MP3 filelist generator v1.14

support filetypes: mp3,wma,asf,wmv,ogg,ape,flac,wav,avi

Usage: MP3LIST <dir> <outfile> [format_string]
<format_string>==string with plain or control characters
control characters:
_ => space character
%% => "%" character
%_ => "_" character
%\ => "\" character
%[<NNN>]<field> => first <NNN> character of ID3tag field, space alignment
if <NNN>=255 then no aligment
if <NNN>=0 or skipped then used default field's width
where
<field>={f|v|t|a|l|c|y|s|b|r|d|D}
(Filename,VolLabel,Title,Artist,aLbum,Comment,Year,Size,Bitrate,fReq,duration,DurationHMS)

default format string: "%f_%a_%t_%y_%c"


Прикреплённый файлWMAtag.rar (2,65 Кбайт, скачиваний: 87)