MP3简史

      技术文章 2004-7-20 22:15
1986年德国人卡尔因茨.布兰登堡率先提出了一个数字音乐压缩技术的构想。一年之后,布兰登堡成功地将一首CD音乐压缩到原来的五分之一,但是由于受到硬件的限制,解码速度太慢,把一端长2分钟的音频文件解码居然足足用了19小时。
1990年布兰登堡与德国汉堡的一家音频研究机构进行合作,到1992年11月在布兰登堡领导下,基于MPEG(Motion picture experts group)标准的音频压缩技术诞生了,它对音频文件进行分析,过滤掉人耳不敏感的信号和噪音,然后重新编码,得到容量较小且失真不明显的音频文件。MP3是MPEG压缩技术的第三层压缩MPEG Audio Layer-3。

MP3技术的基本知识
压缩后的容量是原先的十分之一甚至更少,而听起来声音却还不错,MP3在如此高的压缩比下为何仍有较好的音质这是为什么?这是因为MP3压缩时运用了五个重要的技术:
1、最小听觉门限判定技术
2、遮蔽效应技术
3、位存储槽技术
4、立体声编码技术
5、无失真编码技术
最小听觉门限判定技术主要是指声音要达到一定的声压级才能被听到,这一个最小的可听声压级就被称为听门或是听阈,它表述了人们听觉的绝对感觉。而声音的响度和声强一个是主观的量一个是客观的量,声音的不同频率下人的听门是不同的,人耳最敏感的频率范围是4KHZ左右,也就是我们平时说的中频部分,而对于不敏感的部分则可以容忍一定程度的失真。
而遮蔽效应是指人们同时听两个声音时,其中一个声音的感受会随着另一个声音的出现而改变,由于其他声音的干扰而造成该声音的听门上升的现象叫做遮蔽效应。因此我们在压缩的时候把一些比较弱的声音信号去掉,而人耳却不会察觉到。

其他技术原理还在研究过程中。

要了解MP3我们还需要知道一些基本知识,音乐CD的采样频率是44100HZ,数据以16比特量化,采用双声道播放,所以可以计算它的流量是:44100x16x2=1411200 bps=1411.2 Kbps
这就是我们平时所说的比特率,大家可以看出来CD的比特率是1411.2Kbps,而我们平时在网上下载的MP3的比特率一般都是128Kbps,192Kbps而用的采样频率还是44100HZ。
和MD的对比
上面介绍了一下MP3的基本知识,其实大家在买MP3的时候肯定都有这样的抉择,到底是买MD还是买MP3,现在还有人有这样的误解,认为MD的音质好,认为MP3音质很垃圾,这种认为是不科学的,MD采用的也是一种音频压缩格式,每张MD碟片的半径只有6.4厘米,容量大约160MB,都远远小于CD-Audio(12厘米、740MB)MD使用的压缩算法是:ATRAC其全称是Adaptive Transform Acoustic Coding——自适应声学编码,其采用的压缩原理主要也包括上面说的最小听觉门限判定技术和遮蔽效应技术。而后SONY有发布了ATRAC3技术,ATRAC3不仅兼容以前的SP立体声和MONO单声道模式,增添了LP2、LP4两种立体声长时间放音模式,播放时的文件传输位速率也由ATRAC1的292kbps降至而132kbps(ATRAC3-LP2)和66kbps(ATRAC3-LP4)。也就是说在ATRAC3压缩的比例比MP3还大!

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