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标  题: 一种计算CD 标识的算法
发信站: BBS 荔园晨风站 (Sat Jun 10 09:50:03 2000), 转信

一种计算CD 标识的算法
北京市167 信箱(100036) 王亚军

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---- 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) {
        ret = ret ＋ (n ％ 10);
        n = 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 ＋ (leng
th_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。

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