Moving Picture Experts Group Audio Layer III 又被稱為 MP3，是當今廣 為流行的一種數位音訊編碼和破壞性壓縮格式，它被設計用來大幅度地降 低音訊資料量，而對於大多數使用者的聽覺感受來說，重放的音質與最初 的無壓縮音訊相比沒有明顯的下降。
MP3 是一種資料壓縮格式，它捨棄了音訊資料在脈衝編碼調變（Pulse Code Modulation）中對人類聽覺不重要的資料，從而達到了壓縮成較小檔 案的目的。當談及數位媒體的所需頻寬時，會以位元速率(NBPS)描述，位元 速率指的是每一秒位元資料的流量，單位是bps (bit per second)。而將位元 速率乘上取樣時間就可以得到所須要的儲存空間(Nsize) [14]。
以 CD 數位音訊的音質為例，其取樣位元數為 16 位元，取樣頻率為 44.1KHz，雙聲道音訊，則每秒位元速率由(38)可為得 1411.2kbps，每分鐘 所須的儲存空間由(39)可得為 10584000 bytes。當選擇 128Kbps 位元速率來 進行MP3 壓縮時，可算出其壓縮倍數為 11.025 (1411.2 / 128)，並且能達到 相當不錯的音質，而每分鐘的歌曲經過壓縮後，約只需要 0.9MBytes 儲存 空間即可。
NBPS f N N (38) N NBPS T / 8 (39) 其中NBPS
為
位元速率，fs為取樣頻率，Nbit為取樣位元，Nch為聲道數，Nsize為資料容量，Ts為取樣時間。
6.1 MP3 文件的標籤格式
MPEG Layer I、Layer II 與 Layer III(MP3)音頻格式並沒有內置保存信息 內容的方式，而為了解決這一問題 MP3 文件引入了“Studio 3＂的標籤結 構，用來記錄音樂文件的訊息，表6-1 為 MP3 的檔案結構。其中有兩組標 籤資訊，分別為儲存在檔案尾端的TAG1 與檔案開頭的 TAG2。
標籤(TAG)可以將該歌曲的相關資訊如專輯名稱、曲名、演唱者、出品 年代、歌詞等詳細資訊附加在 MP3 檔案中，目前較為常用的標籤格式為 ID3，分為 V1 和 V2 兩個版本，其中 V2 儲存於檔案的開頭，而 V1 儲存於 末尾，底下將簡介ID3V1 與 ID3V2 標籤的結構，詳細的 ID3 標籤應用方式 請參考ID3 官方網頁
http://www.id3.org
的ID3 tag version 2.3 文件。表 6-1 MP3 檔案結構
MP3 File StructureTAG_2 Frame 1 ……… Frame N TAG_1
ID3V1 標籤
ID3V1 的資料結構可以很容易被程式解碼，其資料長度為固定的 128 位元組，並且位於MP3 檔案的最尾端，由於其結構並沒有保留供將來使用 的空間，因此存放的訊息種類並不多，圖 6-1 為 ID3V1 標籤的資料結構定 義，其包含了作者，作曲，專輯內容等訊息，每一個段落最長為30 個字元，
且無法擴充與缺乏彈性。
程式名稱：typedef struct TagID3V1 功能敘述：MP3 ID3V1 結構定義
typedef struct TagID3V1 {
char Header[3]; // “TAG”
char Title[30]; // 標題 char Artist[30]; // 作者 char Album[30]; // 專輯 char Year[4]; // 出品年代 char Comment[28]; // 備註欄 char reserve; // 保留, 0 char track; // 音軌 char Genre; // 類型 } ID3V1;
圖 6-1 ID3V1 資料結構定義
圖6-2 為本系統使用的 MP3 音樂文件所記錄的 ID3V1 標籤內容，我們 可以清楚的看出其標題、作者與出品年代等內容訊息。
圖 6-2 MP3 ID3V1 資料內容
ID3V2 標籤
ID3V2 的資料格式定義與 ID3V1 截然不同，其具有較大的靈活度與自 由度可供使用者添加訊息，目前最常使用的 ID3V2 格式是第三版，所以又 被稱為 ID3V2.3，由於 ID3V1 已經佔據在檔案的最尾端，因此 ID3V2.3 被 存放於檔案的起端。ID3V2.3 的結構包含了一個標籤頭(Header)與數個標籤
框(Frame)，Header 共有 10 個位元組用來紀錄整個 ID3V2.3 標籤的容量大 小，其結構如圖6-3。
程式名稱：typedef struct TagID3V2.3_H 功能敘述：MP3 ID3V2.3 結構定義
typedef struct TagID3V2.3_H {
char Header[3]; // “ID3”
char Ver; // 版本號 ID3V2.3 … “3”
char Revision; // 副版本號，”0”
char Flag; // 旗標
char Size[4]; // 標籤內容大小 } H_ID3V2.3;
圖 6-3 ID3V2.3 結構定義
在此須要注意標籤容量的計算方式與一般常見的方式不太一樣，標籤 容量有4 bytes，但是每一個 byte 只使用 7 個 bit，最高位元不使用，因此在 計算容量時要進行移位的動作，其計算程式如圖6-4。
程式名稱：Count_ID3V2_Size( ) 功能敘述：計算 MP3 ID3V2.3 容量
u32 Count_ID3V2_Size (u8 *Size) {
u32 ID3V2_size;
ID3V2_size = (int) (Size[0] & 0x7E) << 21 + (int) (Size[1] & 0x7E) << 14 + (int) (Size[2] & 0x7E) << 7 + (int) (Size[3] & 0x7E);
return ID3V2_size;
}
圖 6-4 ID3V2.3 容量計算程式
ID3V2 標籤內容是由數個標籤框構成，每個標籤框就代表一種訊息內 容，而且長度可以自由的擴展，標籤框由 10 位元組的框頭(Header)與非固 定長度的內容所組成，圖6-5 為 ID3V2.3 標籤框頭的資料結構。圖 6-6 為本 系統使用的MP3 音樂文件所記錄的 ID3V2.3 標籤內容，我們可以看出每個 標籤框內容訊息。
程式名稱：typedef struct TagID3V2.3_H 功能敘述：MP3 ID3V2.3 結構定義 typedef struct TagID3V2.3_F
{ char FrameID[4]; //標籤框標識 char Size[4]; //標籤內容大小 char Flags[2];
} F_ID3V2.3;
圖 6-5 ID3V2.3 Frame 結構定義
圖 6-6 MP3 ID3V2.3 資料內容
6.2 MP3 音框(Frame)格式
MP3 檔案的音訊資料是由音框(簡稱 Frame)所組成的，每個 Frame 的大 小會依照壓縮位元率而不同，圖6-7 為 MP3 音框結構，每個 Frame 都是由 Header、CRC、Side Information 和 Main data 等四個部分所組成的，詳細的 MP3 規格請參考 ISO-ICE IS11172-3MPEG Information Technology [15]。
MP3 Audio Frame
Header (4 bytes) CRC (0 or 2 bytes) Side Information (17 or 32 bytes)
Main Data