stndmp32

Что представляет собой стандарт MP3?

Стандарт MP3 представляет собой схему сильного сжатия аyдиоинфоpмации с потеpями, полное название которой MPEG-1 Layer3 (иногда пишут просто MPEG Layer 3). Это один из цифровых форматов хранения аудио, разработанный Fraunhofer IIS пpи сотpyдничестве с THOMPSON, позднее утвержденный ISO как часть стандартов сжатого видео и аудио MPEG1 и MPEG2. Схема сжатия стандарта MP3 является наиболее сложной схемой семейства MPEG Layer 1/2/3. Она требует наибольших затрат машинного времени для кодирования по сравнению с двумя другими и обеспечивает более высокое качество кодирования. Используется главным образом для передачи аудиосигналов в реальном времени по сетевым каналам и для кодирования CD Audio. Для заранее заданных низких значений скорости потока дает сpавнительно высокое качество звyчания, поэтомy очень попyляpна. Замечу также, что данная схема обеспечивает наибольшее сжатие аудиоинформации по сравнению с Layer 1 и Layer 2.

Для сравнения степеней сжатия аудиофайла на разных уровнях семейства MPEG Layer 1/2/3 приведу таблицу:

Степень сжатия	УРОВЕНЬ
1:4	Уровень Layer 1 (при ширине потока 384 кбит/с для стерео сигнала),
1:6...1:8	Уровень Layer 2 (при ширине потока 256..192 кбит/с для стерео сигнала),
1:10...1:12	Уровень Layer 3 (при ширине потока 128..112кбит/с для стерео сигнала),

Таблица 1. Степени сжатия аудиофайла при использовании Layer 1/2/3

При данных значениях скорости потока каждый из уровней обеспечивает приблизительно одинаковое качество звучания, близкое к качеству компакт-диска.

Аудиоинфоpмация, сжатая по данной схеме, может пеpедаваться потоком (streaming), а может храниться в файлах формата MP3 или WAV-MP3. Отличие второго от первого состоит в наличии дополнительного заголовка WAV-файла, что позволяет при наличии MP3 кодека в системе использовать для работы с таким файлом стандартные средства Windows.

MP3 -- потоковый формат. В данном случае это значит, что исходный сигнал при кодировании разбивается на равные по продолжительности участки, именуемые кадрами и кодируемые отдельно, а при декодировании конечный сигнал формируется из последовательности декодированных кадров.

Высокая степень компактности MP3 по сравнению с PCM 16Бит Стерео 44.1кГц (CD Audio -- аудио компакт-диск) и ему подобными форматами при сохранении аналогичного качества звучания достигается с помощью дополнительного квантования по установленной схеме, позволяющей минимизировать потери качества.

Последнее, в свою очередь, достигается учетом особенностей человеческого слуха, в том числе эффекта маскирования слабого сигнала одного диапазона частот более мощным сигналом соседнего диапазона, когда он имеет место, или мощным сигналом, предыдущего кадра, вызывающего временное понижение чувствительности к сигналу текущего кадра. Также учитывается неспособность большинства людей различать сигналы, по мощности лежащие ниже определенного уровня, разного для разных частотных диапазонов. Все это позволяет экономить на наименее значимых с точки зрения восприятия человеком деталях звучания.

Степень сжатия, и, соответственно, объем дополнительного квантования, определяются не форматом, а пользователем при задании параметров кодирования. Ширина потока (или скорость потока -- bitrate ) варьируется от наибольшего для MP3, равного 320кбит/с (320 килобит в секунду ), до 96кбит/с и ниже. Термин скорость потока обозначает общую ширину потока, безразлично к тому, монофонический или стереофонический сигнал он содержит.

На проведенных тестах специально приглашенные опытные эксперты не смогли различить звучание оригинального трека на компакт-диске и закодированного в MP3 с коэффициентом сжатия 6:1, то есть со скоростью потока в 256kbs. Более низкие скорости потока, несмотря на их популярность, не дают возможности обеспечить надлежащее качество кодирования.

Самое большое на сегодня преимущество MP3 перед другими подобными форматами состоит в том, что ни про один другой формат нельзя пока уверенно сказать, что он полностью гарантирует устойчивое сохранение качества звучания на реализованных скоростях потока, или что для него написано такое же множество удобного программного обеспечения, как для MP3.

HOME