РЕКЛАМА

Загрузка...

Как родился МР3 формат

Успешно прошедшая операция по записи оцифрованного звука на CDA (Compact Disc Audio) возвестила миру о начале новой эры в записи звука. В 1982 г. в Лангенхагене близ Ганновера было открыто массовое производство компакт-дисков. Бурное развитие компьютерной техники и цифровых технологий, начавшееся несколько позже, привело к необходимости компрессии цифрового звука. Причин для этого была масса. Экономия дискового пространства, повышение скорости передачи цифровой информации, необходимость создания формата записи звука, удобного для использования в программном обеспечении.

В 1987 году немецкий институт Фраунхофера (Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen) начал всесторонние исследования проблемы кодирования цифрового звука. Именно этому институту принадлежит патент на технологию MP3. "Отцом" этого формата звука называют Карл-Хайнца Бранденбурга (Karl-Heinz Brandenburg), математика и специалиста по электронике, изучавшего методы сжатия уже с 1977 года. В 1989 году, когда был получен патент на формат, ни одного файла MP3 в природе еще не существовало. В 1993 году MP3-файлы были признаны соответствующими международному стандарту MPEG-1.

Какие же принципы легли в основу кодирования цифрового звука в этот формат? Исходный звуковой файл делится на фреймы (англ. frame – кадр) продолжительностью 0,05 сек. каждый. Затем проводится анализ каждого фрейма. При этом все частоты звука, лежащие вне диапазона восприятия ухом человека, отбрасываются. Кроме того, отбрасываются колебания со слишком высоким либо низким значением амплитуды. Как известно, ее верхняя граница восприятия человеком составляет 96 дБ. Нижняя граница восприятия сильно зависит от частоты звука. Высокие и низкие частоты имеют более высокий амплитудный порог восприятия.

На первом этапе сигнал каждого фрейма математическим преобразованием Фурье представляется в виде суммы синусоид различной амплитуды и частоты (ведь графически звук любой частоты представляет собой именно синусоиду). В память записываются значения амплитуд и частот, входящих в результирующую формулу.

Второй этап обработки основан на использовании психоакустической модели восприятия звука ухом человека. К примеру, отбрасываются незначительные последовательные изменения в частоте звука (сигнал частотой 5000 Гц и следующий за ним сигнал 5100 Гц записываются как один с частотой 5000 Гц и суммированной продолжительностью). Другая особенность уха приводит к эффекту частотной маскировки. Звук с определенной частотой маскирует другие звуки с близкой частотой, но меньшей амплитудой, которые отбрасываются. Инерционность восприятия звука ухом приводит к тому, что, скажем, некоторое время после громкого хлопка звук высокой частоты и низкой амплитуды просто не слышен. Такие звуки тоже отбрасываются фильтром.

Третий этап представляет собой сжатие обработанного сигнала известными математическими методами. Сжатие данных в MP3 осуществляется по немного модифицированному варианту алгоритма Хаффмана (Huffman), применяющемуся при создании архивов формата PKZIP, LHA, ZOO, ARJ.
В итоге всех трех преобразований информация, содержащаяся в исходном звуковом файле, ужимается в несколько раз. Степень сжатия в современных кодерах измеряется в килобитах в секунду (kbps), и может быть задана самим пользователем. При этом он должен помнить, что бесконечное стремление к понижению размера файла с повышением степени сжатия приводит к тому, что второй этап обработки звука (именно он регулируется без особых ограничений) становится более агрессивным. «Под нож» начинают идти звуки, различимые ухом человека.

Нет однозначного мнения о минимальной степени сжатия звука, допустимой при его обработке. Одни говорят о том, что 128 kbps (степень сжатия – приблизительно 10:1) – вполне достаточно, другие предпочитают величину, вдвое большую. Сегодня в большинстве проигрывателей и кодеров установлена верхняя граница – 320 kbps, которая способна удовлетворить любого эксперта.
Напоследок отмечу, что кодирование звука в MP3 относится к типу loosy (происходит потеря информации о звуке). Способы, относящиеся к типу looseless, в которых исключен второй этап «психоакустического ножа», а сжатие основано исключительно на математических методах, полностью сохраняют исходную информацию в итоговом сжатом файле.
1
2254
29 февраля 2008
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Смотрите также
TEAC Filltune HP F100 – новый способ передачи звукаTEAC Filltune HP F100 – новый способ передачи звука

Особенностью новых наушников компании TEAC — Filltune HP F100, является технология Bone Conduction Technology (BCT), основанная на проводимости звука...

Усилитель мощности звука для iPhoneУсилитель мощности звука для iPhone

\"Все новое - это хорошо забытое старое\"....

TapeLink USB поможет оцифровать старые кассетыTapeLink USB поможет оцифровать старые кассеты

Компания Alesis сегодня представила настоящую находку для меломанов - двухкассетную деку TapeLink USB, которая позволит быстро оцифровать ваши старые...

Загрузка...
Комментарии

Tugcrereled
19 июня 2011 20:58
Если вы решились бесплатный торрент , будьте готовы к приятным
испытаниям, начиная от проникнувшего на комп вируса и заказнчивая
настойчивым стуком в вашу дверь от милицейского наряда, который хочет изъять
ваш лаптоп и просканировать его на наличие пиратских программных копий.
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
Понедельник, 27 Марта
USD 1.8808
EUR 2.0268
RUB 0.0328
gismo_2 1 минут назад Когда уже появится нормальный, годный и выразительный shrug? А не это жалкое подобие. H MAXHO 2 минут назад Поможет первые 2-3 раза и все...
SabakaZ 7 минут назад Как я раньше жил без пиктограммы кренделька и камня для керлинга!?

Надо будет пообщаться с Илюшей Маском и переработать стратегию освоения Марса. Там нужно создать не колонию, а резервацию для земных долбоебов.
tagger 7 минут назад №4 не Россия 26-128 9 минут назад К чему эта новость? На банане их всё равно не будет. 26-128 15 минут назад
Блудный Статкевич вернулся.)))
gismo_2 23 минут назад
Цитата: LoLtEam
Мне просто интересно кто это недоразумение смотрит.

Да ну, вполне себе годные обзоры. В принципе из обзора Solaris сделал для себя выводы по поводу этой машины в итоге купил и все соответствует.
26-128 26 минут назад
Цитата: zootechnik_ua
Знаю места где у нас таким просто не заедеш, там обычные фуры с трудом помещаются, поэтому неудивительно что ориентированы на америку
Ну поэтому такие траки и называют автопоезд они и в Америке никогда в города не заезжают.
Новости от партнеров