Реферат на тему:
Формат mp3
План
Загальна інформація
Історія
Опис формату mp3
MP3 і «якість AUDIO-CD»
Режими кодування і опції
Режими управління кодуванням звукових каналів
CBR, VBR, ABR
Файлова структура
Переваги і недоліки
Посилання
Загальна інформація
MP3 — ліцензований формат файла для зберігання аудіо-інформації.
Розроблений на початку 90-тих років Інститутом Фраунгофера в Ерланґені,
Німеччина. Широко використовується в файлообмінних мережах для передачі
музичних творів. Базується на теоремі Котельникова-Шеннона. Є форматом
стиснення з втратами, тобто частина звукової інформації, яку вухо людини
сприйняти не може, безповоротно видаляється з запису. Розробка формата
була пов’язана з тим, що формат Audio-CD – дуже великий за розміром файл
( 1 хвилина ~ 10-15 Мб інформації), і для пересилання в інтернеті був
дуже незручним. Тому треба було зменшити розмір файла та зберегти якість
звучання.
MPEG-1 Audio Layer 3
Розширення файлу: .mp3
MIME тип: audio/mpeg
Тип формату: Аудіо
Історія
MP3 розроблений робочою групою інституту Фраунгоферу MPEG (англ. Motion
Pictures Expert Group — група експертів в області кінематографу) що
складається з Джонсона, Штолла, Дєєрі і Бранденбурга. Основою розробки
MP3 послужив експериментальний кодек ASPEC (Adaptive Spectral Perceptual
Entropy Coding). Першим кодувальником у формат MP3 стала програма L3Enc,
випущена влітку 1994 року. Через один рік з’явився перший програмний
MP3-плеєр — Winplay3.
При розробці алгоритму тести проводилися на цілком конкретних популярних
композиціях. Основною піддослідною стала пісня Сюзани Веги — Tom’s
Dinner. Звідси виник жарт, що «MP3 був створений виключно заради
комфортного прослуховування улюбленої пісні Бранденбурга».
Опис формату mp3
У цьому форматі звуки кодуються частотним чином (без дискретних партій);
є підтримка стерео. MP3 є форматом стиснення з втратами, тобто частина
звукової інформації, яку (згідно психоакустичної моделі) вухо людини
сприйняти не може або сприймається не всіма людьми, із запису
віддаляється безповоротно. Ступінь стиснення можна варіювати, зокрема в
межах одного файлу. Інтервал можливих значень бітрейту складає 8 — 320
кбіт/c. Для порівняння, потік даних із звичайного компакт-диска формату
AUDIO-CD дорівнює 1411,2 кбіт/c при частоті дискретизації 44100 Гц.
MP3 і «якість AUDIO-CD»
Поширена думка, що запис з бітрейтом 128 кбіт/c підходить для музичних
творів, призначених для прослуховування більшістю людей, забезпечуючи
якість звучання AUDIO-CD. Насправді все набагато складніше. По-перше,
якість отриманого MP3 залежить не тільки від бітрейту, але і від
кодуючої програми (кодеку). По-друге, крім превалюючого режиму CBR (у
якому, простіше кажучи, кожна секунда аудіо кодується однаковим числом
бітів) існують режими ABR і VBR (у яких бітрейт варіюється, забезпечуючи
вищу якість звучання). По-третє, межа 128 кбіт/c є умовною, оскільки її
було «винайдено» в епоху становлення формату, коли на неякісних
аудіокартах і колонках було практично неможливо відрізнити MP3 від
оригіналу.
На даний момент вважається, що звучання, яке годі відрізнити від
оригінального (при правильно вибраному і налаштованому кодеку) як
правило можна досягти при бітрейті від 160 кбіт/c і вище — залежно від
початкового аудіофайлу, слухача і його аудіосистеми. Деякі аудіофіли
вважають за краще стискати музику з «максимальною якістю» — 320 кбіт/c.
Проте існують семпли (фрагменти аудіозапису), які не піддаються якісному
стисненню з втратами: на всіх можливих бітрейтах не складає особливих
труднощів відрізнити стиснене аудіо від оригіналу.
Режими кодування і опції
Існує три версії MP3 кодека для різних потреб: MPEG-1, MPEG-2 і
MPEG-2.5. Відрізняються вони можливими діапазонами бітрейту і частоти
дискретизації:
32 — 320 кбіт/c при частотах дискретизації 32000 Гц, 44100 Гц і 48000 Гц
для MPEG-1 Layer 3;
8 — 160 кбіт/c при частотах дискретизації 16000 Гц, 22050 Гц і 24000 Гц
для MPEG-2 Layer 3;
8 — 160 кбіт/c при частотах дискретизації 8000 Гц і 11025 Гц для
MPEG-2.5 Layer 3.
Режими управління кодуванням звукових каналів
Оскільки формат MP3 підтримує двохканальне кодування (стерео), існує 3
режими:
Стерео — двохканальне кодування, при якому канали кодуються незалежно
один від одного. Таким чином, заданий бітрейт ділиться на два канали.
Наприклад, якщо заданий бітрейт 192 кбіт/c, то для кожного каналу він
буде рівний тільки 96 кбіт/c.
??????????два канали змішуються в один, він кодується і він же
відтворюється в обох каналах стереосистемы. Єдиним плюсом даного режиму
може бути тільки вихідна якість в порівнянні з режимом Стерео при
однаковому бітрейті, оскільки на один канал доводиться удвічі більша
кількість бітів, ніж в режимі Стерео. Але відмінностей між каналами ви
не почуєте, оскільки канал тут тільки один.
Об’єднане стерео (Joint Stereo) — оптимальний спосіб двохканального
кодування, при якому лівий і правий канали перетворяться в їх суму і
різницю. Для більшості звукових файлів канал з різницею виходить
набагато тихіше за канал з сумою, тому на суму відводиться більша
частина бітрейта. Таким чином, якість вихідного файлу разюче
відрізняється в кращу сторону від режиму Стерео при однаковому бітрейті,
особливо при низькому. Існує думка, що даний режим не підходить для
звукового стереоматеріалу, в якому в двох каналах відтворюється
суб’єктивно абсолютно різний матеріал, оскільки він стирає відмінності
між каналами. Це помилкова думка, оскільки насправді MP3-кодек оперує
частотами, а певні частоти в більшості випадків перетинаються в обох
каналах, тобто ідентична інформація все ж таки присутня, а різна
кодується окремо. Особливо ефективний цей спосіб двохканального
кодування при використанні змінного бітрейта.
CBR, VBR, ABR
CBR розшифровується як Constant Bit Rate, тобто Постійний Бітрейт, який
задається користувачем і не змінюється при кодуванні твору, таким чином
кожній секунді твору відповідає однакова кількість закодованих біт
даних. Насправді даний режим кодування не є оптимальним, оскільки він не
годиться для більшості динамічних музичних творів при бітрейті нижче 256
кбіт/c. VBR розшифровується як Variable Bit Rate, тобто Бітрейт, що
варіюється або Змінний Бітрейт, який динамічно змінюється
програмою-кодером при кодуванні, в залежності від насиченості кодованого
аудіоматеріалу і встановленої користувачем якості кодування. Цей метод
MP3-кодування є найпрогресивнішим і до цих пір розвивається і
поліпшується, оскільки аудіоматеріал різної насиченості може бути
закодований з певною якістю, яка звичайно вище, ніж при встановленні
середнього значення в методі CBR. Плюс до того, розмір файлу зменшується
за рахунок фрагментів, що не вимагають високого бітрейта. Єдиним мінусом
даного методу кодування є повна неможливість передбачити розмір
вихідного файлу.
ABR розшифровується як Average Bit Rate, тобто Усереднений Бітрейт, який
є гібридом VBR і CBR: бітрейт в кбіт/c задається користувачем, а
програма варіює його, постійно підганяючи під заданий бітрейт. Таким
чином, кодер не може задати максимально і мінімально можливі значення
бітрейта, оскільки ризикує не вписатися в заданий користувачем бітрейт.
Це є явним мінусом даного методу, оскільки позначається на якості
вихідного файлу, яка буде ненабагато краща, ніж при використанні CBR,
але набагато гірше, ніж при використанні VBR. З іншого боку, цей метод
дозволяє найгнучкіше задавати бітрейт (може бути будь-яким числом між 8
і 320, проти виключно кратних 16 чисел методу CBR) і обчислювати розмір
вихідного файлу.
Файлова структура
Переваги і недоліки
MP3 є лідером по поширеності, але при цьому не є кращим по технічних
параметрах. Наприклад, існують формати, що дозволяють отримати
порівнянну якість (суб’єктивно) при меншій щільності. Також у форматі
MP3 відсутній режим кодування без втрат англ. lossless, придатний для
професіоналів. Для домашньої музичної колекції (коли немає необхідності
програвати композиції на музичному центрі або поширювати їх через
інтернет) можна скористатися конкуруючими форматами.
MP3 непридатний для професійного використання музикантами вже через те,
що дані стискаються з втратами, і при кожному редагуванні файлу якість
погіршується. При цьому формат цілком підходить (з професійної точки
зору) для розповсюдження демонстраційних композицій або інших способів
«роздачі» своєї музики завдяки повсюдній поширеності програвачів.
Формат розвивається і зараз вже є формат MP3 Pro – більш вдосконалений,
який підтримує технологію Dolbi Surround
Посилання
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
http://uk.wikipedia.org/wiki/MP3
Домашня сторінка MPEG
LAME — популярний безкоштовний mp3 кодек LAME
Домашня сторінка EncSpot — утиліти для визначення якості mp3 файлів
Audiophile’s Webpage — набір утиліт для кодування
Термін дії патентів на технологію закінчується в 2010 (рос.)
CompuLenta.ru (11 сентября 2006)
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
