Java读取MP3 曲名、歌手、专辑、文件长度、版本号、采样率、声道模式

一、文件结构

MP3 文件大体分为三部分：TAG_V2(ID3V2)，Frame, TAG_V1(ID3V1)

ID3V2	包含了作者，作曲，专辑等信息，长度不固定，扩展了ID3V1的信息量
Frame	一系列的帧，个数有文件大小和帧长决定；每个FRAM的长度可能不固定，也可能固定，由位率bitrate决定；每个FRAME由分为帧头和数据实体两部分；帧头记录了mp3的位率，采样率，版本等信息，每个帧之间相互独立
ID3V1	包含了作者，作曲，专辑等信息，长度为128BYTE

二、字节位置

1. ID₃V₁部分
   1-3 判断是否是MP3文件
   4-33 曲名
   34-63 作者
   64-93 专辑
   在读取此部分时，是按照字节位数查找对应，只能以字节方式读取，所以无法呈现出字符。
2. Frame部分
   12-13 音频版本：00MPEG 2.501保留10MPEG 211MPEG 1
   25-26 声道模式：00立体声 01联合立体声10双声道11单声道
   21-22 采样频率：取决于音频版本和相应位置的二进制数，如下图所示
   
   在读取此部分时，由于相关格式信息以二进制形式存储，需要将读到的字节转化为二进制数据，再逐位进行判断。

三、实例分析

用UE打开.mps文件，如下图所示一首歌曲

在读取帧头部，可使用在线进制转换将十六进制的字节转化为二进制
如此首歌曲中：32 00 00 00 转为二进制：0011 0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000
在转化过程中，存在高位补0，当转化后的二进制数不满足8、16、32等位数时，需要在前面补足相应位数的0，java实现语言如下：
String s1 = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(buf1[0] & 0xFF)).replace(' ', '0');
%8s:输出的字符串宽度至少为8个字节，如果小于8个，则在该字符串前面加空格
&0xFF:与1111 1111按位与运算，实现高位清零
该首歌曲对应信息如下：

位置	编码	长度	描述
12-13	00	2	版本MPEG2.5
21-22	00	2	采样率11025
25-26	00	2	双声道

四、代码实现

import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.io.*;

public class ReadMp3Inf {
	public static void main(String args[]) {
		try {
			RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("薛之谦 - 丑八怪.mp3", "rw");
			byte buf[] = new byte[128];
			byte buf1[] = new byte[4];
			raf.seek(raf.length() - 128);
			raf.read(buf);
			raf.seek(45);// 指针往前走45个字节，从第46个字节开始
			raf.read(buf1);
			if (buf.length != 128) {
				System.err.println("MP3标签信息数据长度不合法!");
			}
			if (!"TAG".equalsIgnoreCase(new String(buf, 0, 3))) {
				System.err.println("MP3标签信息数据格式不正确!");
			}
			String SongName = new String(buf, 3, 30,"gbk");
			System.out.println("歌名：" + SongName);
			String Singer = new String(buf, 33, 30,"gbk");
			System.out.println("作者：" + Singer);
			String Album = new String(buf, 63, 30,"gbk");
			System.out.println("专辑：" + Album);
			System.out.println("文件长度：" + raf.length());
			raf.close();
			// 将字节转化为二进制字符串
			String s1 = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(buf1[0] & 0xFF)).replace(' ', '0');
			String s2 = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(buf1[1] & 0xFF)).replace(' ', '0');
			String s3 = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(buf1[2] & 0xFF)).replace(' ', '0');
			String s4 = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(buf1[3] & 0xFF)).replace(' ', '0');
			String c = s1 + s2 + s3 + s4;
			char sc[] = c.toCharArray();
			System.out.println("音频版本：" + AudioVersion(sc[11], sc[12]));
			System.out.println("采样频率：" + SampleFrequency(sc[11], sc[12], sc[20], sc[21]));
			System.out.println("声道模式：" + ChannelMode(sc[24], sc[25]));

		} catch (IOException e) {
			System.err.println("发生异常:" + e);
			e.printStackTrace();
		}
	}
//判断音频版本
	public static String AudioVersion(char a, char b) {
		String result = "";
		if ('0' == a && '0' == b)
			result = "MPEG 2.5";
		else if ('0' == a && '1' == b)
			result = "保留";
		else if ('1' == a && '0' == b)
			result = "MPEG 2";
		else if ('1' == a && '1' == b)
			result = "MPEG 1";
		return result;
	}
//判断采样频率
	public static int SampleFrequency(char a1, char b1, char a, char b) {
		int f = 0;
		if (AudioVersion(a1, b1) == "MPEG 1" && '0' == a && '0' == b)
			f = 44100;
		if (AudioVersion(a1, b1) == "MPEG 2" && '0' == a && '0' == b)
			f = 22050;
		if (AudioVersion(a1, b1) == "MPEG 2.5" && '0' == a && '0' == b)
			f = 11025;
		if (AudioVersion(a1, b1) == "MPEG 1" && '0' == a && '1' == b)
			f = 48000;
		if (AudioVersion(a1, b1) == "MPEG 2" && '0' == a && '1' == b)
			f = 24000;
		if (AudioVersion(a1, b1) == "MPEG 2.5" && '0' == a && '1' == b)
			f = 12000;
		if (AudioVersion(a1, b1) == "MPEG 1" && '1' == a && '0' == b)
			f = 32000;
		if (AudioVersion(a1, b1) == "MPEG 2" && '1' == a && '0' == b)
			f = 16000;
		if (AudioVersion(a1, b1) == "MPEG 2.5" && '1' == a && '0' == b)
			f = 8000;
		return f;
	}
//判断声道模式
	public static String ChannelMode(char a, char b) {
		String result = "";
		if ('0' == a && '0' == b)
			result = "立体声";
		else if ('0' == a && '1' == b)
			result = "联合立体声";
		else if ('1' == a && '0' == b)
			result = "双声道";
		else if ('1' == a && '1' == b)
			result = "单声道";
		return result;
	}
}

五、执行结果

注意：如果直接用UTF-8格式读取字节流中的文字，解码方式不与编码gbk不一致，会导致出现乱码，所以在读取字节时要加上gbk格式String SongName = new String(buf, 3, 30,"gbk");