 Сегодня трудно найти человека, незнакомого с трехбуквенной аббревиатурой – MP3. Вот только, когда начинаешь спрашивать, что же это такое и как расшифровывается, то некоторые люди недоуменно разводят руками, а другие говорят так: ”Ты что? Это же музыка этот MP3!”. Кроме того, MP3 поддерживают многие мобильники. Об этом то мы знаем, а дальше, а больше? :)Понятно, что мало кому понятно, что это за формат. В этой статье я как раз и объясню, что же все - таки это такое, этот MP3.MP3 – это наиболее популярный формат хранения и передачиинформации в цифровой форме, использующий компрессию сигнала. Формат MP3, или MPEG Audio Layer-3, был разработан компаниямиFraunhofer IIS и Thomson.
По сравнению с WAV-файлами, являющимисякопиями треков Audio CD (PCM, 16 bit, Stereo, 44,1 kHz),MP3-композиции занимают намного меньше места на диске. Наобыкновенном CD-R/RW-бланке можно сохранить свыше 11 часов музыкивполне пристойного качества. Для MP3 написано множество отличных программ (кодировщиков, проигрывателей и т. д.), налажено производство аппаратных(стационарных, карманных и автомобильных) плееров, каждыйсовременный телефон поддерживает MP3-мелодии (и даже имеетвстроенный плеер для их удобного воспроизведения). По сравнению сомногими другими форматами сжатия аудио MP3 обеспечивает лучшеекачество звучания и сегодня по своей популярности занимает, пожалуй, второе место после Audio CD. Описание формата MP3Формат сжатия аудиоданных MP3 (сокращение от MPEG Layer3) - одиниз первых популярных способов сжатия звука. Разработан немецкойкомпанией Fraunhofer IIS и позднее, при поддержке фирмы THOMSON, внедрён как часть видеоформатов MPEG1 и MPEG2. Обеспечивает высокоекачество звука при сравнительно небольших размерах файла. Технические сведения о формате MP3Высокая степень сжатия в MP3 достигается за счёт достаточносложного алгоритма кодирования. Используются как математическиеметоды компрессии, так и особенности человеческого слуха(психоакустическая модель): эффект маскировки слабого звука однойчастоты более громким звуком такой же или соседней частоты, понижение чувствительности уха к тихому звуку сразу после громкого, невосприимчивость к звукам ниже определённого уровня громкости. Поток звука при кодировании разбивается на равные по участки(фреймы). Каждый из фреймов кодируется отдельно со своимипараметрами и содержит заголовок, в котором эти параметры указаны. Сжатие может быть выполнено с разным качеством и соответственноразмером конечного файла. Степень сжатия характеризуется битрейтом (bitrate) - количествопередаваемой за единицу времени информации. Файлы MP3 обычнозакодированы с битрейтом от 64 до 320 килобит в секунду (kbps илиkb/s), а также с переменным битрейтом (VBR) - когда для каждогофрейма используется свой, оптимальный для данного участка, битрейт. Исходный сигнал с помощью фильтров разделяется на несколькочастотных диапазонов, для каждого диапазона определяется величинамаскирующего эффекта от соседних диапазонов и предыдущего фрейма, несущественные сигналы игнорируется. Для оставшихся данных длякаждого диапазона определяется, сколькими битами можнопожертвовать, чтобы потери были ниже величины маскирующего эффекта. На этом работа психоакустической модели завершается, а итоговыйпоток дополнительно сжимается по алгоритму Хаффмана (аналогично RARархиватору).При битрейте 320 kbps применяется только итоговое сжатие, безпсихоакустического моделирования. Следует иметь в виду, чторазличные кодеки могут кодировать аудиосигнал по-разному, различияособенно проявляются на высоких частотах и низких битрейтах. Вформате MP3 кодируется стереосигнал, при этом возможны нескольковариантов преобразования:Dual Channel - каждый канал получает половину потока икодируется отдельно - возможна запись двух абсолютно разныхсигналов. Stereo - каждый канал кодируется отдельно, но программа-кодерможет использовать свободное место одного канала для размещенияинформации другого. Режим stereo выставлен по умолчанию вбольшинстве кодеров. Joint Stereo (MS Stereo) - стереосигнал раскладывается на общийдля обоих каналов и разностный. Имеет вариант - MS/IS Stereo супрощённым разностным сигналом. Сильные стороны формата MP3:Высокая степень сжатия при приемлемом качестве звука. Степень сжатия и качество может регулироватьсяпользователем. Фреймовая структура удобна для передаче по сети, позволяетпереход к любому месту файла. Широкое распространение аппаратуры и программ. Особенности применения MP3Несмотря на то, что кодирование в MP3 осуществляется с утерейчасти исходной информации, при битрейтах 256 и 320 kbps практическиневозможно отличить на слух сжатый сигнал от оригинала, особеннопри прослушивании на распространённой аудио аппаратуре. При этомразмер файла в самом худшем случае будет в 4 раза меньше, чем вформате CD audio. Для использования в компактных плеерах и других устройствах сневысоким качеством акустики можно вполне использовать битрейт нениже 192 kbps. Битрейты ниже 192 kbps рекомендуется использоватьдля сжатия сигнала с ограниченным частотным диапазоном илиневысокими требованиями к достоверности (например, разговор илителепередача).
|