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「MP三」:修訂間差異

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'''動態圖像專家組-一'''抑是'''動態圖像專家組-二''''''音訊層 III'''(英語:'''MPEG 影一'''or'''MPEG 鋪二 Audio Layer III'''),定簡稱做'''MP 三''',是當今流行的一種數位音訊編碼佮失真壓縮格式,伊予設計來大量降低音訊資料量,通過放捒 PCM 音訊資料當中對人類聽覺無重要的部份,達成壓縮成較細檔案的目的。對大多數使用者的彼个聽覺感受來講,MP 三的音質佮上頭仔的無壓縮音訊相比無明顯的下降。伊是佇一九九一年,因為德國埃爾朗根的研究組織崩勞恩霍夫協會的一組工程師發明佮標準化的。MP 三的普及,捌對音樂產業造成衝擊佮影響。
'''動態圖像專家組-一'''抑是'''動態圖像專家組-二''''''音訊層 III'''(英語:'''MPEG 影一'''or'''MPEG 鋪二 Audio Layer III'''), 定簡稱做'''MP 三''',是當今流行的一種數位音訊編碼佮失真壓縮格式,伊予設計來大量降低音訊資料量,通過放捒 PCM 音訊資料當中對人類聽覺無重要的部份,達成壓縮成較細檔案的目的。啊若對大多數使用者的聽覺感受來講,MP 三的音質佮上頭仔的無壓縮音訊相比無明顯的下降。伊是佇一九九一年,因為德國埃爾朗根的研究組織崩勞恩霍夫協會的一組工程師發明佮標準化的。MP 三的普及,捌對音樂產業造成衝擊佮影響。


==概觀==
==概觀==


MP 三是一个資料壓縮格式。伊會甘棄脈衝編碼調製(PCM)音訊資料當中,著人類聽覺無重要的資料(類似 JPEG,是一个有損圖像的壓縮格式), 對而達到壓縮做小得幾的檔案大細。佇咧 MP 三中使用了真濟技術,其中就是包括心理聲學,以確定音訊的佗一部份會使擲捒。MP 三音訊會當照無仝款的位元率進行壓縮,提供了權衡的資料大細佮音質之間的依據。
MP 三是一个資料壓縮格式。伊會甘棄脈衝編碼調製(PCM)音訊資料當中,著人類聽覺無重要的資料(類似 JPEG,是一个有損圖像的壓縮格式), 對而達到壓縮做小得幾的檔案大細。
 
佇咧 MP 三中使用了真濟技術,其中就是包括心理聲學,以確定音訊的佗一部份會使擲捒。MP 三音訊會當照無仝款的位元率進行壓縮,提供了權衡的資料大細佮音質之間的依據。


MP 三格式使用矣混合的轉換機制共時域訊號轉換做頻域訊號:
MP 三格式使用矣混合的轉換機制共時域訊號轉換做頻域訊號:


* 三十二波段加相積分濾波器(PQF)
* 三十二波段加相積分濾波器(PQF)
* 三十六或者十二 tap 改良離散餘弦濾波器(改進的離散餘弦變換); 每一个子波段大細會當佇零 . . . 一和二 . . . 三十一之間獨立選擇* 疊起來的減少了後處理就算講有真濟創造佮推廣其他格式的重要拍拚,如 MPEG 標準中的 AAC(Advanced Audio Coding)和 IETF 開放標準中的 Opus。毋過,因為 MP 三的空前的流通,佇目前來講,其他格式無可能威脅其地位。MP 三毋但有廣泛的使用者捀軟體支援,嘛有足濟的硬體支援,比如講會當紮式音訊播放器(泛指 MP 三放送器)、 行動電話、數位多功能影音光碟佮 CD 放送器。
* 三十六或者十二 tap 改良離散餘弦濾波器(改進的離散餘弦變換); 每一个子波段大細會當佇零 . . . 一和二 . . . 三十一之間獨立選擇
* 疊起來的減少了後處理就算講有真濟創造佮推廣其他格式的重要拍拚,如 MPEG 標準中的 AAC(Advanced Audio Coding)和 IETF 開放標準中的 Opus。毋過,因為 MP 三的空前的流通,佇目前來講,其他格式無可能威脅其地位。MP 三毋但有廣泛的使用者捀軟體支援,嘛有足濟的硬體支援,比如講會當紮式音訊播放器(泛指 MP 三放送器)、 行動電話、數位多功能影音光碟佮 CD 放送器。


==歷史==
==歷史==
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MPEG 影一 Audio Layer II 編碼開始的時陣是德國 _ Deutsche Forschungs-und Versuchsanstalt für Luft-und Raumfahrt _(到尾仔講 _ Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt _ , 德國太空中心)Egon Meier-Engelen 管理的數位聲音廣播(DAB)專案。這个專案是歐盟作為 EUREKA 研究專案幫助的,伊的名通常稱做數位聲音廣播。EU 鋪一百四十七的研究期間是一九八七年到一九九四年。
MPEG 影一 Audio Layer II 編碼開始的時陣是德國 _ Deutsche Forschungs-und Versuchsanstalt für Luft-und Raumfahrt _(到尾仔講 _ Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt _ , 德國太空中心)Egon Meier-Engelen 管理的數位聲音廣播(DAB)專案。這个專案是歐盟作為 EUREKA 研究專案幫助的,伊的名通常稱做數位聲音廣播。EU 鋪一百四十七的研究期間是一九八七年到一九九四年。


到甲一九九一年,就已經出現提案:MPEG 影一 Audio Layer II(這號做 _ Layer 二 _)和 ASPEC(適應頻譜感覺知影影影影響編碼)。 荷蘭飛利浦公司、法國 CCETT 佮德國 Institut für Rundfunktechnik 提出的 Musicam 方法因為伊的簡單、出錯時的穩定性佮佇咧高品質壓縮時陣較少的計算量若予人選著。基於子帶編碼的 Musicam 格式是是確定 MPEG 音訊壓縮格式(取樣率、影格結構、資料頭、每一个影格挽樣點)的一个關鍵因素。這項技術佮伊的設計思路完全融合著矣 ISO MPEG Audio Layer I、II 以及後來的 Layer III(MP 三)格式的定義內底。佇咧 Mussmann教授(漢諾瓦大學)的主持之下,標準的彼款制定由 Leon van de Kerkhof(Layer I)和 Gerhard Stoll(Layer II)完成。
到甲一九九一年,就已經出現提案:MPEG 影一 Audio Layer II(這號做 _ Layer 二 _)和 ASPEC(適應頻譜感覺知影影影影響編碼)。 荷蘭飛利浦公司、法國 CCETT 佮德國 Institut für Rundfunktechnik 提出的 Musicam 方法因為伊的簡單、出錯時的穩定性佮佇咧高品質壓縮時陣較少的計算量若予人選著。基於子帶編碼的 Musicam 格式是是確定 MPEG 音訊壓縮格式(取樣率、影格結構、資料頭、每一个影格挽樣點)的一个關鍵因素。這項技術佮伊的設計思路完全融合著矣 ISO MPEG Audio Layer I、II 以及後來的 Layer III(MP 三)格式的定義內底。佇咧 Mussmann 教授(漢諾瓦大學)的主持之下,標準的彼款制定由 Leon van de Kerkhof(Layer I)和 Gerhard Stoll(Layer II)完成。


一个由荷蘭 Leon Van de Kerkhof、德國 Gerhard Stoll、法國 Yves-François Dehery 佮德國 Karlheinz Brandenburg 組成的工課小組收起來 Musicam 和 ASPEC的設計思想,並加𪜶家己的設計思想對開發出來矣 MP 三,MP 三會當佇一百二十八位元速率單位達到 MP 二一百九十二 kbit / s 音質。
一个由荷蘭 Leon Van de Kerkhof、德國 Gerhard Stoll、法國 Yves-François Dehery 佮德國 Karlheinz Brandenburg 組成的工課小組收起來 Musicam 和 ASPEC 的設計思想,並加𪜶家己的設計思想對開發出來矣 MP 三,MP 三會當佇一百二十八位元速率單位達到 MP 二一百九十二 kbit / s 音質。


所有的遮的演算法終其尾攏佇一九九二年成做 MPEG 的標準組 MPEG 鋪一的一部份,並且生做一九九三年公布的國際標準 _ ISO/IEC 一孵一千一百七十二孵三 _。MPEG 音訊上的閣較進一步的工課最後成做一九九四年制定的第二个 MPEG 標準組的 MPEG 鋪二標準的一部份,這个標準正式的稱呼是一九九五年頭擺公佈的 _ ISO/IEC 一爿三千八百一十八孵三 _。
所有的遮的演算法終其尾攏佇一九九二年成做 MPEG 的標準組 MPEG 鋪一的一部份,並且生做一九九三年公布的國際標準 _ ISO/IEC 一孵一千一百七十二孵三 _。MPEG 音訊上的閣較進一步的工課最後成做一九九四年制定的第二个 MPEG 標準組的 MPEG 鋪二標準的一部份,這个標準正式的稱呼是一九九五年頭擺公佈的 _ ISO/IEC 一爿三千八百一十八孵三 _。


編碼器的壓縮效率通常由位元率定義,因為壓縮率依賴於位數(bit depth)佮輸入訊號的取樣率。毋過,定定有產品的使用 CD 參數(四十四 , 一百赫茲、兩个通道、每通道十六位元抑是號做二 x 十六位元)作為壓縮率參考,使用這个參考的壓縮率通常會較懸,這原仔講明矣 _ 壓縮率 _ 對真壓縮佇咧的問題。
編碼器的壓縮效率通常由位元率定義,因為壓縮率依賴於位數(bit depth)佮輸入訊號的取樣率。毋過,定定有產品的使用 CD 參數(四十四 , 一百赫茲、兩个通道、每通道十六位元抑是號做二 x 十六位元)作為壓縮率參考,使用這个參考的壓縮率通常會較懸,這原仔講明矣 _ 壓縮率 _ 對真壓縮佇咧的問題。


Karlheinz Brandenburg 使用 CD 媒介的蘇珊娜 ・ 薇佳的歌曲 _ Tom's Diner _ 來評價 MP 三壓縮演算法。使用這條歌是因為這條歌的柔和、簡單旋律予回放的時閣較容易聽著壓縮格式內底的缺陷。一寡人滾耍笑地將 Suzanne Vega 這號做「MP 三之母」。 來自 EBU V 三 / SQAM 參考 CD 的閣較濟一寡嚴肅佮 critical 音訊選段(鐘琴,三角鐵,手風琴,. . .)去予專業的音訊工程師用來評價 MPEG 音訊格式的主觀感受品質。
Karlheinz Brandenburg 使用 CD 媒介的蘇珊娜 ・ 薇佳的歌曲 _ Tom's Diner _ 來評價 MP 三壓縮演算法。使用這條歌是因為這條歌的柔和、簡單旋律予得佇回放的時閣較容易聽著壓縮格式的缺陷。一寡人滾耍笑地將 Suzanne Vega 這號做「MP 三之母」。 來自 EBU V 三 / SQAM 參考 CD 的閣較濟一寡嚴肅佮 critical 音訊選段(鐘琴,三角鐵,手風琴,. . .)去予專業的音訊工程師用來評價 MPEG 音訊格式的主觀感受品質。


===MP 三行向大眾===
===MP 三行向大眾===


為著欲生做相容的 MPEG Audio 檔案(Layer 一、Layer 二、Layer 三),ISO MPEG Audio 委員會成員用 C 語言開發的一个叫做 ISO 一孵一千一百七十二孵五的參考類比軟體。佇咧一寡非即時作業系統上伊會當演示頭一款壓縮音訊基於 DSP 的即時硬體解碼。一寡其他的MPEG Audio 即時開發出來用佇面向消費接收機佮機器頂的數位廣播(無線電 DAB 佮電視 DVB)。
為著欲生做相容的 MPEG Audio 檔案(Layer 一、Layer 二、Layer 三), ISO MPEG Audio 委員會成員用 C 語言開發的一个叫做 ISO 一孵一千一百七十二孵五的參考類比軟體。佇咧一寡非即時作業系統上伊會當演示頭一款壓縮音訊基於 DSP 的即時硬體解碼。一寡其他的 MPEG Audio 即時開發出來用佇面向消費接收機佮機器頂的數位廣播(無線電 DAB 佮電視 DVB)。


後來,一九九四年七月初七八勞力霍夫協會發佈了第一个稱為 l 三 enc 的 MP 三編碼器。
後來,一九九四年七月初七八勞力霍夫協會發佈了第一个稱為 l 三 enc 的 MP 三編碼器。


Fraunhofer 開發組佇一九九五年七月十四號選定副檔名:" . mp 三 "(較早副檔名是 " . bit ")。 使用頭一款即時軟體 MP 三放送器 Winplay 三(九九五年九月初九發布)真濟人會當佇家己的個人電腦頂編碼佮回放 MP 三檔案。因為彼陣的硬碟相對較細(如五百 MB), 這項技術對佇咧電腦儲存娛樂來講是至關要的。
Fraunhofer 開發組佇一九九五年七月十四號選定副檔名:" . mp 三 "(較早副檔名是 " . bit ")。 使用頭一款即時軟體 MP 三放送器 Winplay 三(九九五年九月初九發布)真濟人會當佇家己的個人電腦頂編碼佮回放 MP 三檔案。因為彼陣的硬碟相對較細(如五百 MB), 這項技術對佇咧電腦儲存娛樂來講是至關要的。


===MP 二、MP 三佮網際網路===
===MP 二、MP 三佮網際網路===
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一九九三年十月,MPEG 影一 Audio Layer II(_ MPEG 影一 Audio Layer 二 _)檔案佇網路頂懸出現,𪜶咧使用 _ Xing MPEG Audio Player _ 會放送,尾仔閣出現矣 Tobias Bading 為 UNIX 開發的 MAPlay。MAPlay 佇咧一九九四年二月二十二號頭擺發布,這馬已經徙到微軟視窗平台頂懸。
一九九三年十月,MPEG 影一 Audio Layer II(_ MPEG 影一 Audio Layer 二 _)檔案佇網路頂懸出現,𪜶咧使用 _ Xing MPEG Audio Player _ 會放送,尾仔閣出現矣 Tobias Bading 為 UNIX 開發的 MAPlay。MAPlay 佇咧一九九四年二月二十二號頭擺發布,這馬已經徙到微軟視窗平台頂懸。


拄開始干焦有的MP 二編碼器產品是 Xing Encoder 和 CDDA 二 WAV,CDDA 二 WAV 是一个將 CD 音軌轉換做 WAV 格式的 CD 掠器。
拄開始干焦有的 MP 二編碼器產品是 Xing Encoder 和 CDDA 二 WAV,CDDA 二 WAV 是一个將 CD 音軌轉換做 WAV 格式的 CD 掠器。


Internet Underground Music Archive(IUMA)通常予人認為是線頂音樂革命的鼻祖,IUMA 是網際網路上第一个高保真音樂網站,佇咧 MP 三和網路流行進前伊有幾若千條授權的 MP 二錄音。
Internet Underground Music Archive(IUMA)通常予人認為是線頂音樂革命的鼻祖,IUMA 是網際網路上第一个高保真音樂網站,佇咧 MP 三和網路流行進前伊有幾若千條授權的 MP 二錄音。


一九九五年頂半年開始直到整九十年代期,MP 三開始佇網路頂頭是發展了誠緊。MP 三的流行主要得益於如 Nullsoft 佇一九九七年發布的 Winamp 佮一九九九年發布的 Napster,這款的公司佮軟體套件的成功,並且𪜶互相促進發展。遮的程式使得普通使用者真容易來放送、製作、共享和收集 MP 三檔案。
一九九五年頂半年開始直到整九十年代期,MP 三開始佇網路頂頭是發展了誠緊。MP 三的流行主要得益於如 Nullsoft 佇一九九七年發布的 Winamp 佮一九九九年發布的 Napster,這款的公司佮軟體套件的成功,並且𪜶互相促進發展。遮的程式使得普通使用者真容易來放送、製作、共享和收集 MP 三檔案。


關於著 MP 三檔案的點著點技術檔案分享的爭論佇最近幾年迅速湠開—這主要是因為壓縮予檔案分享成做會當會當,無經過壓縮的檔案傷過龐大真歹做伙享。因為 MP 三檔案通過網際網路大量傳播,一寡主要唱片廠商通過法律共起訴 Napster 來共伊保護這个著作權(參見智慧財產權)。
關於著 MP 三檔案的點著點技術檔案分享的爭論佇最近幾年迅速湠開—這主要是因為壓縮予檔案分享成做可能,無經過壓縮的檔案傷過龐大真歹做伙享。因為 MP 三檔案通過網際網路大量傳播,一寡主要唱片廠商通過法律共起訴 Napster 來共伊保護這个著作權(參見智慧財產權)。


如 ITunes Store 按商業線頂音樂發行服務通常選擇其他或者是專有的支援數位版權管理(DRM)的音樂檔案格式以控制佮限制數位音樂的使用。支援 DRM 的格式的使用是為著欲防止受著作權保護的素材免去予人侵犯著作權,但是大多數的保護機制攏會予一寡方法破解。遮的方法會當予電腦的高手生成會當自由複製的解鎖檔案。若是希望會使得著一个壓縮的音訊檔,這个錄製的音訊流著愛進行壓縮而且代價是音質的降低。
如 ITunes Store 按呢的商業線頂音樂發行服務通常選擇其他或者是專有的支援數位版權管理(DRM)的音樂檔案格式以控制佮限制數位音樂的使用。支援 DRM 的格式的使用是為著欲防止受著作權保護的素材免去予人侵犯著作權,但是大多數的保護機制攏會予一寡方法破解。遮的方法會當予電腦的高手生成會當自由複製的解鎖檔案。若是希望會使得著一个壓縮的音訊檔,這个錄製的音訊流著愛進行壓縮而且代價是音質的降低。


==位元率==
==位元率==
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位元率對 MP 三檔案來講是可變的。總的原則是位元率愈懸聲音檔案中包含的原始聲音資訊愈濟,按呢回放的時聲音品質嘛愈懸。佇咧 MP 三編碼的早期,規个檔案使用一个固定的位元率,講號做固定位元速率(CBR)。
位元率對 MP 三檔案來講是可變的。總的原則是位元率愈懸聲音檔案中包含的原始聲音資訊愈濟,按呢回放的時聲音品質嘛愈懸。佇咧 MP 三編碼的早期,規个檔案使用一个固定的位元率,講號做固定位元速率(CBR)。


MPEG 影一 Layer 三允准使用的位元率是三十二、四十、四十八、五十六、六十四、八十、九十六、一百十二、一百二十八、百六、一百九十二、兩百二十四、兩百五十六佮三百二十 kbit / s,允准的採樣頻率是三十二、四十四支一佮四十八千赫茲。四四一 kHz 是上捷使用的速度(佮 CD 的採樣速率相仝), 一百二十八 kbit / s 是事實上「好品質」的標準,就算三百二十 kbit / s 佇咧 P 二 P 檔案分享網路頂愈來愈受著歡迎。MPEG 鋪二和 [正式的] MPEG 抹二爿曝五包括其他一寡位元率:六、十二、二十四、三十二、四十、四十八、五十六、六十四、八十、九十六、一百十二、一百二十八、一百四十四、百六 kbit / s。
MPEG 影一 Layer 三允准使用的位元率是三十二、四十、四十八、五十六、六十四、八十、九十六、一百十二、一百二十八、百六、一百九十二、兩百二十四、兩百五十六佮三百二十 kbit / s,允准的採樣頻率是三十二、四十四支一佮四十八千赫茲。四一 kHz 是上捷使用的速度(佮 CD 的採樣速率相仝), 一百二十八 kbit / s 是事實上「好品質」的標準,就算三百二十 kbit / s 佇咧 P 二 P 檔案分享網路頂愈來愈受著歡迎。MPEG 鋪二和 [正式的] MPEG 抹二爿曝五包括其他一寡位元率:六、十二、二十四、三十二、四十、四十八、五十六、六十四、八十、九十六、一百十二、一百二十八、一百四十四、百六 kbit / s。


會當變位元速率(VBR)嘛是有可能的。MP 三檔案的中的音訊切分做有家己無仝位元率的影格,按呢咧檔案編碼的時陣就會當動態地改變位元率。就算講佇上早的實現中並無這項功能。VBR 技術這馬音訊 / 影片編碼領域已經得著廣泛的應用,這項技術予伊佇聲音變化大的部份使用較大的位元率若佇聲音變化細的部份使用較細的位元率成做可能。這个方法類似聲音控制的磁帶錄音機無記錄靜止部份節省磁帶消磨。一寡編碼器佇咧誠大程度依賴才有這項技術。
會當變位元速率(VBR)嘛是有可能的。MP 三檔案的中的音訊切分做有家己無仝位元率的影格,按呢咧檔案編碼的時陣就會當動態地改變位元率。就算講佇上早的實現中並無這項功能。VBR 技術這馬音訊 / 影片編碼領域已經得著廣泛的應用,這項技術予伊佇聲音變化大的部份使用較大的位元率若佇聲音變化細的部份使用較細的位元率成做可能。這个方法類似聲音控制的磁帶錄音機無記錄靜止部份節省磁帶消磨。一寡編碼器佇咧誠大程度依賴才有這項技術。


懸到六百四十 kbit / s的位元率會當使用 LAME 編碼器佮自由格式來實現,但是由著伊並毋是標準位元率之一,有的較低抑是早期的 MP 三放送就袂當放送遮的檔案。
懸到六百四十 kbit / s 的位元率會當使用 LAME 編碼器佮自由格式來實現,但是由著伊並毋是標準位元率之一,有的較低抑是早期的 MP 三放送就袂當放送遮的檔案。


==MP 三的訊品質==
==MP 三的訊品質==


因為乎 MP 三是一種失真壓縮格式, 伊提供了足濟款無仝款「位元率」(bit rate)的選項—也就是用來表示每秒音訊所需要的編碼資料位數。典型的速度介於百二八 kbps 佮三百二十 kbps(kbit / s)之間。佮此對照的是,CD 上未經壓縮的音訊位元率是一千四百十一孵二 kbps(十六位元/挽樣點 × 四配四千一百採樣點/秒 × 二聲道)。
因為乎 MP 三是一種失真壓縮格式,伊提供了足濟款無仝款「位元率」(bit rate)的選項—也就是用來表示每秒音訊所需要的編碼資料位數。典型的速度介於百二八 kbps 佮三百二十 kbps(kbit / s)之間。佮此對照的是,CD 上未經壓縮的音訊位元率是一千四百十一孵二 kbps(十六位元/挽樣點 × 四配四千一百採樣點/秒 × 二聲道)。


使用較低位元率編碼的 MP 三檔案通常回放品質較低。使用過低的位元率,「 壓縮失真(compression artifact)」(原始錄音內底無的聲)將會佇回放的時出現。說明壓縮噪音的一个好例是:壓縮著歡呼的聲音;因為伊的隨機性佮急劇的變化,所以編碼器的錯誤就會閣較明顯,而且聽起來敢若應聲。除了編碼檔案的位元率以外;MP 三檔案的品質,嘛佮編碼器的品質佮編碼訊號的難度有關係。使用優質編碼器編碼的普通訊號,一寡人認為百二八 kbit / s 的 MP 三以及四十四抹一 kHz 的 CD 挽樣的音質強欲親像 CD 音質,同齊得著差不多十一 : 一的壓縮率。佇真濟情形下𪜶認為講 MP 三音質不好是不可接受的,毋過其他一寡聽眾抑是換一个環境(若佇咧噪人耳的車內抑是講聚會上)𪜶閣認為講音質是會當接受的。足顯然的, MP 三編碼的瑕疵佇低階音效卡或者是聲器頂頭較無明顯,猶閣佇咧連接著電腦的高品質立體聲系統,尤其是使用懸保真音響裝置或者是高品質的耳機時間是較明顯
使用較低位元率編碼的 MP 三檔案通常回放品質較低。使用過低的位元率,「 壓縮失真(compression artifact)」(原始錄音內底無的聲)將會佇回放的時出現。說明壓縮噪音的一个好例是:壓縮著歡呼的聲音;因為伊的隨機性佮急劇的變化,所以編碼器的錯誤就會閣較明顯,而且聽起來敢若應聲。


抹勞恩霍夫協會(FhG)佇𪜶的官方網站頂懸,公佈下跤的 MPEG 影一 Layer 二分之一 / 三的壓縮率佮資料速率用於較:
除了編碼檔案的位元率以外;MP 三檔案的品質,嘛佮編碼器的品質佮編碼訊號的難度有關係。使用優質編碼器編碼的普通訊號,一寡人認為百二八 kbit / s 的 MP 三以及四十四抹一 kHz 的 CD 彼挽樣的音質近來若像 CD 音質,同齊得著差不多十一 : 一的壓縮率。佇真濟情形下𪜶認為講 MP 三音質不好是不可接受的,毋過其他一寡聽眾抑是換一个環境(若佇咧噪人耳的車內抑是講聚會上)𪜶閣認為講音質是會當接受的。足顯然的,MP 三編碼的瑕疵佇低階音效卡或者是聲器頂頭較無明顯,猶閣佇咧連接著電腦的高品質立體聲系統,尤其是使用懸保真音響裝置或者是高品質的耳機時間是較明顯。
 
抹勞恩霍夫協會(FhG)佇𪜶的官方網站頂懸,公佈下跤的 MPEG 影一 Layer 二分之一 / 三的壓縮率佮資料速率用於較:


* Layer 一 : 三百八十四 kbit / s,壓縮率四 : 一
* Layer 一 : 三百八十四 kbit / s,壓縮率四 : 一
* Layer 二 : 一百九十二-兩百五十六 kbit / s,壓縮率八 : 一孵六 : 一
* Layer 二 : 一百九十二-兩百五十六 kbit / s,壓縮率八 : 一孵六 : 一
* Layer 三 : 一百十二-一百二十八 kbit / s,壓縮率十二 : 一孵十 : 一無仝層面之間的差別是因為𪜶使用無仝的心理聲學模型致使的;Layer 一的演算法相當簡單,所以透明編碼就需要閣較懸的位元率。毋過,因為無仝的編碼器使用無仝的模型,足歹做按呢的完全較。
* Layer 三 : 一百十二-一百二十八 kbit / s,壓縮率十二 : 一孵十 : 一無仝層面之間的差別是因為𪜶使用無仝的心理聲學模型致使的;Layer 一的演算法相當簡單,所以透明編碼就需要閣較懸的位元率。毋過,因為無仝的編碼器使用無仝的模型,足歹做按呢的完全較。


真濟人認為所參照的速率,出於著 Layer 二和 Layer 三記錄的偏愛,出現嚴重扭曲。𪜶相諍講實際的速率如下所列:
真濟人認為所參照的速率,出於著 Layer 二和 Layer 三記錄的偏愛,出現嚴重扭曲。𪜶爭辯講實際的速率如下所列:


* Layer 一 : 三百八十四 kbit / s 優秀
* Layer 一 : 三百八十四 kbit / s 優秀
* Layer 二 : 兩百五十六-三百八十四 kbit / s 優秀,兩百二十四-兩百五十六 kbit / s 足好的,一百九十二-兩百二十四 kbit / s 好
* Layer 二 : 兩百五十六-三百八十四 kbit / s 優秀,兩百二十四-兩百五十六 kbit / s 足好的,一百九十二-兩百二十四 kbit / s 好
* Layer 三 : 兩百二十四-三百二十 kbit / s 優秀,一百九十二-兩百二十四 kbit / s 足好的,一百二十八-一百九十二 kbit / s 好較壓縮機制的時陣,足重要的是愛使用仝等音質的編碼器。將新編碼器佮基於過時技術甚至是紮有缺陷的舊編碼器較可能會產生對舊格式的結果。因為有損編碼會遺失資訊按呢一个現實,MP 三演算法通過建立人類聽覺總體特徵的模型趕緊保證擲捒的部份毋予人耳辨識出來(比如講,因為 noise masking), 無仝的編碼器會當佇無仝程度上實現這點。
* Layer 三 : 兩百二十四-三百二十 kbit / s 優秀,一百九十二-兩百二十四 kbit / s 足好的,一百二十八-一百九十二 kbit / s 好較壓縮機制的時陣,足重要的是愛使用仝等音質的編碼器。將新編碼器佮基於過時技術甚至是紮有缺陷的舊編碼器較可能會產生對舊格式的結果。因為有損編碼會遺失資訊按呢一个現實,MP 三演算法通過建立人類聽覺總體特徵的模型趕緊保證擲捒的部份毋予人耳辨識出來(比如講,因為 noise masking), 無仝的編碼器會當佇無仝程度上實現這點。


一寡可能的編碼器:
一寡可能的編碼器:


* Mike Cheng 佇咧一九九八年早起頭一改開發的 LAME。佮其他來比並, 伊是一个完全遵循 GNU 闊通用公共許可證的 MP 三編碼器,伊有良好的速度佮音質,甚至講著 MP 三技術的路牌本形成挑戰。
* Mike Cheng 佇咧一九九八年早起頭一改開發的 LAME。佮其他來比並,伊是一个完全遵循 GNU 闊通用公共許可證的 MP 三編碼器,伊有良好的速度佮音質,甚至講著 MP 三技術的路牌本形成挑戰。
* 抹勞恩霍夫協會:有一寡編碼器袂䆀,有的有缺陷。
* 抹勞恩霍夫協會:有一寡編碼器袂䆀,有的有缺陷。


有真濟的早編碼器這馬已經無咧廣泛使用:
有真濟的早編碼器這馬已經無咧廣泛使用:


* ISO dist 十
* ISO dist 十
第90行: 第95行:
好的編碼器會當佇百二八到百六十 kbit / s 下達到會當接受的音質,佇一百六十到一百九十二 kbit / s 下達到親近透明的音質。所以講無佇咧特定編碼器或者是上好的編碼器話題內講一百二十八葩 kbit / s 抑是一百九十二 kbit / s 落去的音質是會引起誤解的。一个好的編碼器佇百二八葩 kbit / s 做出來的 MP 三有可能比一个無好的編碼器佇咧一百九十二 kbit / s 做出來的 MP 三音質閣較好。另外咧,即使是仝款的編碼器仝款的檔案大細,一个不變位元率的 MP 三可能比一个變位元率的 MP 三音質愛差足濟的。
好的編碼器會當佇百二八到百六十 kbit / s 下達到會當接受的音質,佇一百六十到一百九十二 kbit / s 下達到親近透明的音質。所以講無佇咧特定編碼器或者是上好的編碼器話題內講一百二十八葩 kbit / s 抑是一百九十二 kbit / s 落去的音質是會引起誤解的。一个好的編碼器佇百二八葩 kbit / s 做出來的 MP 三有可能比一个無好的編碼器佇咧一百九十二 kbit / s 做出來的 MP 三音質閣較好。另外咧,即使是仝款的編碼器仝款的檔案大細,一个不變位元率的 MP 三可能比一个變位元率的 MP 三音質愛差足濟的。


需要注意的一个重要問題是音訊號的品質是一个主觀判斷。安慰效果(Placebo effect)是足嚴重的,濟濟使用者聲明愛有一定水準的透明度。濟濟使用者佇 A / B 試中間攏無通過, 𪜶無法度佇閣較低的位元下區分檔案。一个特定的位元率對有一寡使用者來講是有夠額的,對另外一寡使用者來講是無夠的。逐个人的聲感知可能有所不同,所以一个會當滿足乎所有人的特定心理聲學模型並無明視訊記憶體佇咧。 干焦改變試聽著環境,如音訊播放系統或者是環境可能就會顯現出失真壓縮所產生的音質降低。頂頭給出的數字只是大多數人的一个大致有效參考,但是佇失真壓縮領域真正有效的壓縮過程品質測試手段就是試聽音訊結果。
需要注意的一个重要問題是音訊號的品質是一个主觀判斷。安慰效果(Placebo effect)是足嚴重的,濟濟使用者聲明愛有一定水準的透明度。濟濟使用者佇 A / B 試中間攏無通過,𪜶無法度佇閣較低的位元下區分檔案。一个特定的位元率對有一寡使用者來講是有夠額的,對另外一寡使用者來講是無夠的。逐个人的聲感知可能有所不同,所以一个會當滿足乎所有人的特定心理聲學模型並無明視訊記憶體佇咧。干焦改變試聽著環境,如音訊播放系統或者是環境可能就會顯現出失真壓縮所產生的音質降低。頂頭給出的數字只是大多數人的一个大致有效參考,但是佇失真壓縮領域真正有效的壓縮過程品質測試手段就是試聽音訊結果。


如果子你的目標是實現無品質損失的音訊檔或者用佇演播室中的音訊檔,就應該使用無失真壓縮(Lossless)演算法,目前會當將十六位元 PCM 音訊資料壓縮著百分之三十八並且聲音是無任何的損失,按呢無失真壓縮編碼有索尼 ATRAC Advanced Lossless、杜比實驗室 TrueHD、DTS ( 消歧義 ) Master Lossless Audio、MLP、索尼 Reality Audio、WavPack、Apple Lossless、TTA、FLAC、Windows Media Audio 九 Lossless(WMA)和 APE(Monkey's Audio)等咧。
假使你的目標是實現無品質損失的音訊檔或者用佇演播室中的音訊檔,就應該使用無失真壓縮(Lossless)演算法,目前會當將十六位元 PCM 音訊資料壓縮著百分之三十八並且聲音是無任何的損失,按呢無失真壓縮編碼有索尼 ATRAC Advanced Lossless、杜比實驗室 TrueHD、DTS ( 消歧義 ) Master Lossless Audio、MLP、索尼 Reality Audio、WavPack、Apple Lossless、TTA、FLAC、Windows Media Audio 九 Lossless(WMA)和 APE(Monkey's Audio)等咧。


這對需要進行編輯、混合處理的音訊檔愛盡量使用無失真格式,若無失真壓縮產生的精差可能佇咧處理了後無法度去預測,幾若改編碼產生的損失將會濫做伙,在處理了後會做編碼這寡損失將會變閣較明顯。無去真壓縮咧降低壓縮率的代價會當達到上好的結果。
這對需要進行編輯、混合處理的音訊檔愛盡量使用無失真格式,若無失真壓縮產生的精差可能佇咧處理了後無法度去預測,幾若改編碼產生的損失將會濫做伙,在處理了後會做編碼這寡損失將會變閣較明顯。無去真壓縮咧降低壓縮率的代價會當達到上好的結果。


一寡簡單的編輯操作,如切掉音訊的部分片段,會當直接佇 MP 三資料上操作無需要重新編碼。對這操作來講,只要使用合適的軟體(" mp 三 DirectCut " 和 " MP 三 Gain "), 上面對講的問題會使毋免考慮。
一寡簡單的編輯操作,如切掉音訊的部分片段,會當直接佇 MP 三資料上操作無需要重新編碼。對這操作來講,只要使用合適的軟體(" mp 三 DirectCut " 和 " MP 三 Gain "), 頂懸的問題會使毋免考慮。


==MP 三的設計限制==
==MP 三的設計限制==
第102行: 第107行:
MP 三格式存有設計限制,就算講用閣較好的編碼器猶原袂當克服遮的限制。一寡新的壓縮格式如 Opus 閣有遮的限制。
MP 三格式存有設計限制,就算講用閣較好的編碼器猶原袂當克服遮的限制。一寡新的壓縮格式如 Opus 閣有遮的限制。


按照技術語,MP 三如後一寡限制:
按照技術語,MP 如果如後一寡限制:


* 位元率上大是三百二十 kbit / s,時間解析度相對變化遮緊的訊號來講傷低。
* 位元率上大是三百二十 kbit / s,時間解析度相對變化遮緊的訊號來講傷低。
* 對超過十五 . 十五分之五 . 八 kHz 彼頻率無因數頻帶,即超過這頻率的聲音無法度編碼佇咧 MP三內,對頻譜來看,十五 kHz 以上的聲音全部攏無去矣,而人耳的聽覺上限一般佇二十 kHz。
* 對超過十五 . 十五分之五 . 八 kHz 彼頻率無因數頻帶,即超過這頻率的聲音無法度編碼佇咧 MP 三內,對頻譜來看,十五 kHz 以上的聲音全部攏無去矣,而人耳的聽覺上限一般佇二十 kHz。
* 挽樣頻率上懸為著四十八 kHz,對超過四十八 kHz 採樣頻率的音訊無法度編碼佇咧 MP 三內。
* 挽樣頻率上懸為著四十八 kHz,對超過四十八 kHz 採樣頻率的音訊無法度編碼佇咧 MP 三內。
* 聯合立體聲(Joint stereo)是因為影格佮影格完成的。
* 聯合立體聲(Joint stereo)是因為影格佮影格完成的。
第114行: 第119行:
==MP 三音訊編碼==
==MP 三音訊編碼==


MPEG 抹一標準當中無 MP 三編碼器的一个精確規範,毋過佮這个此反倒轉來,解碼演算法佮檔案格式煞來進行幼路的定義。人設想編碼的實現是設計家己的適合去除原始音訊中部份資訊的演算法(或者是伊佇頻域內底改進的離散餘弦變換表示)。 佇咧編碼的過程當中,五百七十六个時刻樣本被轉換做五百七十六个頻域樣本,若一時仔變訊號就使用百九十二爾毋是五百七十六个樣點,這是限制量化噪音聲隨著隨時變訊號短暫擴散。
MPEG 抹一標準當中無 MP 三編碼器的一个精確規範,毋過佮這个此反倒轉來,解碼演算法佮檔案格式煞來進行幼路的定義。人設想編碼的實現是設計家己的適合去除原始音訊中部份資訊的演算法(或者是伊佇頻域內底改進的離散餘弦變換表示)。 佇咧編碼的過程當中,五百七十六个時刻樣本被轉換做五百七十六个頻域樣本,是連鞭變訊號就使用百九十二爾毋是五百七十六个樣點,這是限制量化噪音聲隨著隨時變訊號短暫擴散。


這是心理聲學的研究領域:人類主觀聲音感知。
這是心理聲學的研究領域:人類主觀聲音感知。


按呢紮來的就是出現了真濟無仝款的 MP 三編碼器,逐種生成的聲音品質攏無相。有真濟𪜶的較結果,按呢一个潛在使用者誠容易選擇合適的編碼器。需要會記得是高位元率編碼表現優秀的編碼器(如 LAME 這个佇咧高位元率廣泛使用的編碼器)未必佇低位元率的表現嘛仝款好。
按呢紮來的就是出現了真濟無仝款的 MP 三編碼器,逐種生成的聲音品質攏無相𫝛。有真濟𪜶的較結果,按呢一个潛在使用者誠容易選擇合適的編碼器。需要會記得是高位元率編碼表現優秀的編碼器(如 LAME 這个佇咧高位元率廣泛使用的編碼器)未必佇低位元率的表現嘛仝款好。


==MP三音訊解碼==
==MP 三音訊解碼==


另外一方面,解碼佇標準中進行幼路的定義。
另外一方面,解碼佇標準中進行幼路的定義。
第128行: 第133行:
MP 三檔案有一个標準的格式,這格式就是包括三百八十四、五百七十六、或者是百五十二个挽樣點(隨 MPEG 彼版本佮層無仝而無仝)的影格,並且所有的影格攏有關聯的頭資訊(三十二位元)佮輔助資訊(九、十七或者三十二位元組,隨著 MPEG 版本和立體聲或者是單連結的無仝而無仝)。 佮輔助資訊會當幫助解碼器正確地解碼相關的霍夫曼編碼資料。
MP 三檔案有一个標準的格式,這格式就是包括三百八十四、五百七十六、或者是百五十二个挽樣點(隨 MPEG 彼版本佮層無仝而無仝)的影格,並且所有的影格攏有關聯的頭資訊(三十二位元)佮輔助資訊(九、十七或者三十二位元組,隨著 MPEG 版本和立體聲或者是單連結的無仝而無仝)。 佮輔助資訊會當幫助解碼器正確地解碼相關的霍夫曼編碼資料。


所以乎,大多數的解碼器較差不多攏是完全基於伊的計算效率(如,𪜶佇解碼的過程中所需要的記持體抑是中央處理器時間)。
所以乎,大多數的解碼器較差不多攏是完全基於伊的計算效率(,𪜶佇解碼的過程中所需要的記持體抑是中央處理器時間)。


==ID 三和其他的標籤==
==ID 三和其他的標籤==
第134行: 第139行:
「 標籤」是 MP 三(抑是其他的格式)中儲存的包含如標題、藝術家、曲盤、音軌號抑是其他的關於著 MP 三檔案資訊等等添加到檔案的資料。上奅的標準標籤格式目前是 ID 三 ID 三 v 一和 ID 三 v 二標籤,最近的是講 APE tag。
「 標籤」是 MP 三(抑是其他的格式)中儲存的包含如標題、藝術家、曲盤、音軌號抑是其他的關於著 MP 三檔案資訊等等添加到檔案的資料。上奅的標準標籤格式目前是 ID 三 ID 三 v 一和 ID 三 v 二標籤,最近的是講 APE tag。


APEv 二上頭仔是為 Musepack 開發的(參見 APEv 二規範)。 APEv 二會當佮 ID 三標籤佇咧仝一个檔案中共存,但是伊嘛會當單獨使用。
APEv 二上頭仔是為 Musepack 開發的(參見 APEv 二規範)。 APEv 二佮 ID 三標籤佇咧仝一个檔案中共存,但是伊嘛會當單獨使用。


==音量歸一化(normalization)==
==音量歸一化(normalization)==
第140行: 第145行:
因為 CD 和其他各種各樣的音源攏是佇咧無仝款的音量之下錄的,佇標籤中儲存檔案的音量資訊將是有路用的,按呢回放時音量會當進行動態調節。
因為 CD 和其他各種各樣的音源攏是佇咧無仝款的音量之下錄的,佇標籤中儲存檔案的音量資訊將是有路用的,按呢回放時音量會當進行動態調節。


人已經提出一寡著 MP 三檔案增益進行編碼的標準。𪜶的設計思想是對音訊檔的音量(毋是呢「峰值」音量)進行歸一化,按呢以保證佇無仝款的連續音軌切換時音量袂有變化。
人已經提出一寡著 MP 三檔案增益進行編碼的標準。𪜶的設計思想是對音訊檔的音量(毋是呢「峰值」音量)進行歸一化,按呢以保證佇無仝款的連續音軌切換時音量袂有變化。


上奅上捷用的儲存回放增益的解決方法是予簡單的稱做「放送增益(Replay Gain)」 的方法。音軌的音量平均值佮修剪資訊攏存在元資料標籤中。
上奅上捷用的儲存回放增益的解決方法是予簡單的稱做「放送增益(Replay Gain)」 的方法。音軌的音量平均值佮修剪資訊攏存在元資料標籤中。
第146行: 第151行:
==授權佮專利問題==
==授權佮專利問題==


Thomson Consumer Electronics 佇咧認可軟體專利的國家控制 MPEG-二分之一 Layer 專利的授權,遮的國家包括美國佮日本,歐盟國家無包括在內。Thomson 積極加強遮的專利的保護。Thomson 已經佇咧歐盟國家去予歐洲專利局(European Patent Office)授予軟體專利,但是閣無清楚𪜶敢會去予遐的司法所加強。
Thomson Consumer Electronics 佇咧認可軟體專利的國家控制 MPEG-二分之一 Layer 專利的授權,遮的國家包括美國佮日本,歐盟國家無包括在內。Thomson 積極加強遮的專利的保護。Thomson 已經佇咧歐盟國家去予歐洲專利局(European Patent Office)授予軟體專利,但是閣無清楚𪜶敢會去予遐的司法所加強。


關於著 Thomson 專利檔案、授權協定費用的上新的資訊請參考𪜶的網站 MP 三 Licensing . com。
關於著 Thomson 專利檔案、授權協定費用的上新的資訊請參考𪜶的網站 MP 三 Licensing . com。


佇咧一九九八年九月,Fraunhofer Institute 向幾个 MP 三軟體開發者發去了一張批聲明「發布是銷編碼器或者是解碼器」需要授權。這封批宣稱非經授權的產品「觸犯了 Fraunhofer 和 THOMSON 的專利權。製造、銷售抑是發布使用 MPEG 鋪二 Layer 三標準抑是阮專利的產品,恁需要對阮遮得著遮的專利的授權協定。」
佇咧一九九八年九月,Fraunhofer Institute 向幾个 MP 三軟體開發者發去了一張批聲明「發布或者是銷編碼器或者是解碼器」需要授權。這封批宣稱非經授權的產品「觸犯了 Fraunhofer 和 THOMSON 的專利權。製造、銷售抑是發布使用 MPEG 鋪二 Layer 三標準抑是阮專利的產品,恁需要對阮遮得著遮的專利的授權協定。」


遮的專利的問題真大減慢矣未經授權的 MP 三軟體開發並且致使人的注意力轉向開發佮歡迎其他如 WMA 和 Vorbis 按呢的替代品。Windows 開發系統的製造商微軟公司對 MP 三轉向𪜶自有的 Windows Media 格式以避免佮專利相關的授權問題。一直到遐的關鍵的專利過期進前,未經授權的編碼器佮放送器咧認可軟體專利的國家看起來攏是非法的。
遮的專利的問題真大減慢矣未經授權的 MP 三軟體開發並且致使人的注意力轉向開發佮歡迎其他如 WMA 和 Vorbis 按呢的替代品。Windows 開發系統的製造商微軟公司對 MP 三轉向𪜶自有的 Windows Media 格式以避免佮專利相關的授權問題。一直到遐的關鍵的專利過期進前,未經授權的編碼器佮放送器咧認可軟體專利的國家看起來攏是非法的。


就算有遮的專利限制,「 永恆」的 MP 三格式繼續向前發展;這款現象的原因看起來是由如下因素帶來的網路效應:
就算有遮的專利限制,「 永恆」的 MP 三格式繼續向前發展;這款現象的原因看起來是由如下因素帶來的網路效應:


* 熟似這種格式,毋知有其他可選格式存在
* 熟似這種格式,毋知有其他可選格式存在
第161行: 第166行:
* 大量的使用這種格式的無仝軟體佮硬體
* 大量的使用這種格式的無仝軟體佮硬體
* 無數位版權管理保護技術,這會使 MP 三檔案會當真容易來修改、複製佮通過網路重新發布
* 無數位版權管理保護技術,這會使 MP 三檔案會當真容易來修改、複製佮通過網路重新發布
* 大多數的家庭使用者毋知是無關軟體專利爭捀,通常遮的爭取佮𪜶個人用途來選用 MP 三格式無關係另外,專利持有人毋願對著開源解碼器加強授權費用的徵收,這嘛紮來誠濟免費 MP 三解碼器的發展。另外咧,就算講𪜶試圖阻止發布編碼器的二進制代碼,Thomson 已經宣佈使用免費 MP 三編碼器的個人使用者將無需要支付費用。按呢乎,就算專利費是誠濟公司按算使用 MP 三格式的時需要考慮的問題,對使用者來講並無啥物影響,這就紮來這種格式的廣受歡迎。
* 大多數的家庭使用者毋知或者是無關軟體專利爭捀,通常遮的爭取佮𪜶個人用途來選用 MP 三格式無關係另外,專利持有人毋願對著開源解碼器加強授權費用的徵收,這嘛紮來誠濟免費 MP 三解碼器的發展。另外咧,就算講𪜶試圖阻止發布編碼器的二進制代碼,Thomson 已經宣佈使用免費 MP 三編碼器的個人使用者將無需要支付費用。按呢乎,就算專利費是誠濟公司按算使用 MP 三格式的時需要考慮的問題,對使用者來講並無啥物影響,這就紮來這種格式的廣受歡迎。


Sisvel S . p . A . 佮伊的美國子公司 Audio MPEG , Inc . 較早捌以侵犯 MP 三技術專利為理來起訴 Thomson,但是遐的拚捀佇二空空五年十一月終以 Sisvel 給 Thomson MP 干焦三條的結束。Motorola 最近嘛佮 Audio MPEG 簽署矣 MP 的授權協定。因為 Thomson 和 Sisvel 攏有𪜶的聲稱編解碼器必需要的單獨的專利,MP 三專利的法律狀態猶無清楚。
Sisvel S . p . A . 佮伊的美國子公司 Audio MPEG , Inc . 較早捌以侵犯 MP 三技術專利為理來起訴 Thomson,但是遐的拚捀佇二空空五年十一月終以Sisvel 給 Thomson MP 干焦三條的結束。Motorola 最近嘛佮 Audio MPEG 簽署矣 MP 的授權協定。因為 Thomson 和 Sisvel 攏有𪜶的聲稱編解碼器一定愛的單獨的專利,MP 三專利的法律狀態猶無清楚。


===專利過期===
===專利過期===


佮 MP 三相關的專利已經佇二空一七年四月十六全數過期。MP 進入公有領域了後,任何人使用攏無需付專利授權費。==其他的技術==
佮 MP 三相關的專利已經佇二空一七年四月十六全數過期。MP 進入公有領域了後,任何人使用攏無需付專利授權費。
 
==其他的技術==


有真濟其他的有損音訊編解碼存在,其中包括講:
有真濟其他的有損音訊編解碼存在,其中包括講:


* MPEG-二分之一 Audio Layer 二(MP 二), MP 三的前輩;
* MPEG-二分之一 Audio Layer 二(MP 二), MP 三的前輩;
* Musepack,嘛叫做 Musepack(較早叫MP +), 由 MP 二衍生出來;
* Musepack,嘛叫做 Musepack(較早叫 MP +), 由 MP 二衍生出來;
* mp 三 PRO,Thomson Multimedia 的 MP 三和 SBR 的組合,適用佇低位元速率壓縮,是 MP 三格式的升級版;
* mp 三 PRO,Thomson Multimedia 的 MP 三和 SBR 的組合,適用佇低位元速率壓縮,是 MP 三格式的升級版;
* AAC,Apple 公司的 iTunes 音樂商店佮 IPod 使用;
* AAC,Apple 公司的 iTunes 音樂商店佮 IPod 使用;
第178行: 第185行:
* Vorbis,Xiph . Org 基金會開發,自由軟體佮無專利的編解碼器;
* Vorbis,Xiph . Org 基金會開發,自由軟體佮無專利的編解碼器;
* Speex,基佇咧激勵線性預測的專門為語音佮網際協定通話技術設計的自由軟體佮無專利編解碼器;
* Speex,基佇咧激勵線性預測的專門為語音佮網際協定通話技術設計的自由軟體佮無專利編解碼器;
* Opus ( 音訊的格式 ),Xiph . Org 基金會開發,是開放標準定義佇網際網路工程任務組 RFC 六千七百十六,有閣較低的延遲和閣較好的聲音壓縮率,希望用單一格式包含聲音和語音,取代 Speex 和 Vorbis;
* Opus ( 音訊的格式 ),Xiph . Org 基金會開發,是開放標準定義佇網際網路工程任務組 RFC 六千七百十六,有閣較低的延延佮閣較好的聲音壓縮率,希望用單一格式包含聲音和語音,取代 Speex 和 Vorbis;
* AMR-WB + 針對蜂岫的電話佮其他有限頻寬使用進行矣最佳化的增強自適應多速寬寬仔編解碼器(EnhancedAdaptive Multi Rate WideBand codec);
* AMR-WB + 針對蜂岫的電話佮其他有限頻寬使用進行矣最佳化的增強自適應多速寬寬仔編解碼器(Enhanced Adaptive Multi Rate WideBand codec);
* ATRAC,索尼的 MD 使用;
* ATRAC,索尼的 MD 使用;
* QDesign,用佇低速 QuickTime;
* QDesign,用佇低速 QuickTime;
第187行: 第194行:
MP 二、MP 三、mp 三 PRO、和 AAC 攏是仝一个技術家族內底的成員,並且攏是基於大致類似的心理聲學。曹勞恩霍夫協會有誠濟涵蓋遮的編解碼器所用技術的基本專利,杜比實驗室、索尼、Thomson Consumer Electronics 和 AT & T 有其他一寡關鍵專利。
MP 二、MP 三、mp 三 PRO、和 AAC 攏是仝一个技術家族內底的成員,並且攏是基於大致類似的心理聲學。曹勞恩霍夫協會有誠濟涵蓋遮的編解碼器所用技術的基本專利,杜比實驗室、索尼、Thomson Consumer Electronics 和 AT & T 有其他一寡關鍵專利。


網際網路有一寡其他無損音訊壓縮方法。做你共𪜶和 MP 三無仝,𪜶是其他壓縮機制的優秀範例,𪜶包括:
網路頂懸有一寡其他無損音訊壓縮方法。做你共𪜶和 MP 三無仝,𪜶是其他壓縮機制的優秀範例,𪜶包括:


* FLAC ( Free Lossless Audio Codec )
* FLAC ( Free Lossless Audio Codec )
第197行: 第204行:
* MPEG 扳四 ALS
* MPEG 扳四 ALS


聽覺測試試圖揣出特定位元率下的上好品質的有損音訊編解碼。佇百二八 kbit / s 落,AAC、MPC、WMA Pro 和 OGG Vorbis 效能無法度佗位領先的位置,LAME MP 三小可仔落後。佇咧六十四 kbit / s 落,AAC-HE 和 mp 三 pro 減許領先於其他編解碼器。佇超過一百二十八 kbit / s 落,多數聽眾聽袂出𪜶之間有明顯差別。啥物是「CD 音質」嘛是足主觀的:對一寡人來講百二八 kbit / s 的 MP 三就夠額矣,若對另外一寡人來講著愛是兩百 kbit / s 以上的位元率。
聽覺測試試圖揣出特定位元率下的上好品質的有損音訊編解碼。佇百二八 kbit / s 落,AAC、MPC、WMA Pro 和 OGG Vorbis 效能無法度佗位領先的位置,LAME MP 三小可仔落後。佇咧六十四 kbit / s 落,AAC-HE 和 mp 三 pro 較少領先於其他編解碼器。佇超過一百二十八 kbit / s 落,多數聽眾聽袂出𪜶之間有明顯差別。啥物是「CD 音質」嘛是足主觀的:對一寡人來講百二八 kbit / s 的 MP 三就夠額矣,若對另外一寡人來講必須是兩百 kbit / s 以上的位元率。


做你共 WMA 和 RealAudio 遮的新的編解碼器的支持者宣稱𪜶各自的演算法會當佇六十四 kbit / s 達到 CD 音質,聽覺測試煞顯示無仝的結果;過遮的編解碼器佇六十四 kbit / s 的音質明顯超過仝款位元率下 MP 三的音質。開源的 Vorbis 的開發者嘛宣稱𪜶的演算法超過矣 MP 三、RealAudio 和 WMA 的音質,頂講的聽覺測有影證實這款講法。Thomson 宣稱伊的 mp 三 PRO 佇咧六十四 kbit / s 達到囉 CD 音質,但是測試者報告講六十四 kbit / s 的 mp 三 Pro 檔案佮一百十二 kbit / s 的 MP 三檔案音質類似,但是一直到八十 kbit / s 的時陣伊才會當接近 CD 音質。
做你共 WMA 和 RealAudio 遮的新的編解碼器的支持者宣稱𪜶各自的演算法會當佇六十四 kbit / s 達到 CD 音質,聽覺測試煞顯示無仝的結果;猶毋過遮的編解碼器佇六十四 kbit / s 的音質明顯超過仝款位元率下 MP 三的音質。開源的 Vorbis 的開發者嘛宣稱𪜶的演算法超過矣 MP 三、RealAudio 和 WMA 的音質,頂講的聽覺測證實這款講法。Thomson 宣稱伊的 mp 三 PRO 佇咧六十四 kbit / s 達到囉 CD 音質,但是測試者報告講六十四 kbit / s 的 mp 三 Pro 檔案佮一百十二 kbit / s 的 MP 三檔案音質類似,但是一直到八十 kbit / s 的時陣伊才會當接近 CD 音質。


專門為 MPEG-二分之一影片(VCD / DVD)設計的 / 最佳化的 MP 三總體上佇低於四十八 kbit / s 的單聲道資料佮低於八十 kbit / s 的立體聲頂面表現無好。
專門為 MPEG-二分之一影片(VCD / DVD)設計的 / 最佳化的 MP 三總體上佇低於四十八 kbit / s 的單聲道資料佮低於八十 kbit / s 的立體聲頂面表現無好。

於 2025年8月22日 (五) 13:37 的最新修訂

'動態圖像專家組-一抑是動態圖像專家組-二'音訊層 III(英語:MPEG 影一orMPEG 鋪二 Audio Layer III), 定簡稱做MP 三,是當今流行的一種數位音訊編碼佮失真壓縮格式,伊予設計來大量降低音訊資料量,通過放捒 PCM 音訊資料當中對人類聽覺無重要的部份,達成壓縮成較細檔案的目的。啊若對大多數使用者的聽覺感受來講,MP 三的音質佮上頭仔的無壓縮音訊相比無明顯的下降。伊是佇一九九一年,因為德國埃爾朗根的研究組織崩勞恩霍夫協會的一組工程師發明佮標準化的。MP 三的普及,捌對音樂產業造成衝擊佮影響。

概觀

MP 三是一个資料壓縮格式。伊會甘棄脈衝編碼調製(PCM)音訊資料當中,著人類聽覺無重要的資料(類似 JPEG,是一个有損圖像的壓縮格式), 對而達到壓縮做小得幾的檔案大細。

佇咧 MP 三中使用了真濟技術,其中就是包括心理聲學,以確定音訊的佗一部份會使擲捒。MP 三音訊會當照無仝款的位元率進行壓縮,提供了權衡的資料大細佮音質之間的依據。

MP 三格式使用矣混合的轉換機制共時域訊號轉換做頻域訊號:

  • 三十二波段加相積分濾波器(PQF)
  • 三十六或者十二 tap 改良離散餘弦濾波器(改進的離散餘弦變換); 每一个子波段大細會當佇零 . . . 一和二 . . . 三十一之間獨立選擇
  • 疊起來的減少了後處理就算講有真濟創造佮推廣其他格式的重要拍拚,如 MPEG 標準中的 AAC(Advanced Audio Coding)和 IETF 開放標準中的 Opus。毋過,因為 MP 三的空前的流通,佇目前來講,其他格式無可能威脅其地位。MP 三毋但有廣泛的使用者捀軟體支援,嘛有足濟的硬體支援,比如講會當紮式音訊播放器(泛指 MP 三放送器)、 行動電話、數位多功能影音光碟佮 CD 放送器。

歷史

發展

MPEG 影一 Audio Layer II 編碼開始的時陣是德國 _ Deutsche Forschungs-und Versuchsanstalt für Luft-und Raumfahrt _(到尾仔講 _ Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt _ , 德國太空中心)Egon Meier-Engelen 管理的數位聲音廣播(DAB)專案。這个專案是歐盟作為 EUREKA 研究專案幫助的,伊的名通常稱做數位聲音廣播。EU 鋪一百四十七的研究期間是一九八七年到一九九四年。

到甲一九九一年,就已經出現了兩个提案:MPEG 影一 Audio Layer II(這號做 _ Layer 二 _)和 ASPEC(適應頻譜感覺知影影影影響編碼)。 荷蘭飛利浦公司、法國 CCETT 佮德國 Institut für Rundfunktechnik 提出的 Musicam 方法因為伊的簡單、出錯時的穩定性佮佇咧高品質壓縮時陣較少的計算量若予人選著。基於子帶編碼的 Musicam 格式是是確定 MPEG 音訊壓縮格式(取樣率、影格結構、資料頭、每一个影格挽樣點)的一个關鍵因素。這項技術佮伊的設計思路完全融合著矣 ISO MPEG Audio Layer I、II 以及後來的 Layer III(MP 三)格式的定義內底。佇咧 Mussmann 教授(漢諾瓦大學)的主持之下,標準的彼款制定由 Leon van de Kerkhof(Layer I)和 Gerhard Stoll(Layer II)完成。

一个由荷蘭 Leon Van de Kerkhof、德國 Gerhard Stoll、法國 Yves-François Dehery 佮德國 Karlheinz Brandenburg 組成的工課小組收起來 Musicam 和 ASPEC 的設計思想,並加𪜶家己的設計思想對開發出來矣 MP 三,MP 三會當佇一百二十八位元速率單位達到 MP 二一百九十二 kbit / s 音質。

所有的遮的演算法終其尾攏佇一九九二年成做 MPEG 的頭一个標準組 MPEG 鋪一的一部份,並且生做一九九三年公布的國際標準 _ ISO/IEC 一孵一千一百七十二孵三 _。MPEG 音訊上的閣較進一步的工課最後成做一九九四年制定的第二个 MPEG 標準組的 MPEG 鋪二標準的一部份,這个標準正式的稱呼是一九九五年頭擺公佈的 _ ISO/IEC 一爿三千八百一十八孵三 _。

編碼器的壓縮效率通常由位元率定義,因為壓縮率依賴於位數(bit depth)佮輸入訊號的取樣率。毋過,定定有產品的使用 CD 參數(四十四 , 一百赫茲、兩个通道、每通道十六位元抑是號做二 x 十六位元)作為壓縮率參考,使用這个參考的壓縮率通常會較懸,這原仔講明矣 _ 壓縮率 _ 對失真壓縮佇咧的問題。

Karlheinz Brandenburg 使用 CD 媒介的蘇珊娜 ・ 薇佳的歌曲 _ Tom's Diner _ 來評價 MP 三壓縮演算法。使用這條歌是因為這條歌的柔和、簡單旋律予得佇回放的時閣較容易聽著壓縮格式中的缺陷。一寡人滾耍笑地將 Suzanne Vega 這號做「MP 三之母」。 來自 EBU V 三 / SQAM 參考 CD 的閣較濟一寡嚴肅佮 critical 音訊選段(鐘琴,三角鐵,手風琴,. . .)去予專業的音訊工程師用來評價 MPEG 音訊格式的主觀感受品質。

MP 三行向大眾

為著欲生做相容的 MPEG Audio 檔案(Layer 一、Layer 二、Layer 三), ISO MPEG Audio 委員會成員用 C 語言開發的一个叫做 ISO 一孵一千一百七十二孵五的參考類比軟體。佇咧一寡非即時作業系統上伊會當演示頭一款壓縮音訊基於 DSP 的即時硬體解碼。一寡其他的 MPEG Audio 即時開發出來用佇面向消費接收機佮機器頂的數位廣播(無線電 DAB 佮電視 DVB)。

後來,一九九四年七月初七八勞力霍夫協會發佈了第一个稱為 l 三 enc 的 MP 三編碼器。

Fraunhofer 開發組佇一九九五年七月十四號選定副檔名:" . mp 三 "(較早副檔名是 " . bit ")。 使用頭一款即時軟體 MP 三放送器 Winplay 三(九九五年九月初九發布)真濟人會當佇家己的個人電腦頂編碼佮回放 MP 三檔案。因為彼陣的硬碟相對較細(如五百 MB), 這項技術對佇咧電腦儲存娛樂來講是至關要的。

MP 二、MP 三佮網際網路

一九九三年十月,MPEG 影一 Audio Layer II(_ MPEG 影一 Audio Layer 二 _)檔案佇網路頂懸出現,𪜶咧使用 _ Xing MPEG Audio Player _ 會放送,尾仔閣出現矣 Tobias Bading 為 UNIX 開發的 MAPlay。MAPlay 佇咧一九九四年二月二十二號頭擺發布,這馬已經徙到微軟視窗平台頂懸。

拄開始干焦有的 MP 二編碼器產品是 Xing Encoder 和 CDDA 二 WAV,CDDA 二 WAV 是一个將 CD 音軌轉換做 WAV 格式的 CD 掠器。

Internet Underground Music Archive(IUMA)通常予人認為是線頂音樂革命的鼻祖,IUMA 是網際網路上第一个高保真音樂網站,佇咧 MP 三和網路流行進前伊有幾若千條授權的 MP 二錄音。

自一九九五年頂半年開始直到整個九十年代後期,MP 三開始佇網路頂頭是發展了誠緊。MP 三的流行主要得益於如 Nullsoft 佇一九九七年發布的 Winamp 佮一九九九年發布的 Napster,這款的公司佮軟體套件的成功,並且𪜶互相促進發展。遮的程式使得普通使用者真容易來放送、製作、共享和收集 MP 三檔案。

關於著 MP 三檔案的點著點技術檔案分享的爭論佇最近幾年迅速湠開—這主要是因為壓縮予檔案分享成做可能,無經過壓縮的檔案傷過龐大真歹做伙享。因為 MP 三檔案通過網際網路大量傳播,一寡主要唱片廠商通過法律共起訴 Napster 來共伊保護這个著作權(參見智慧財產權)。

如 ITunes Store 按呢的商業線頂音樂發行服務通常選擇其他或者是專有的支援數位版權管理(DRM)的音樂檔案格式以控制佮限制數位音樂的使用。支援 DRM 的格式的使用是為著欲防止受著作權保護的素材免去予人侵犯著作權,但是大多數的保護機制攏會當予一寡方法破解。遮的方法會當予電腦的高手生成會當自由複製的解鎖檔案。若是希望會使得著一个壓縮的音訊檔,這个錄製的音訊流著愛進行壓縮而且代價是音質的降低。

位元率

位元率對 MP 三檔案來講是可變的。總的原則是位元率愈懸聲音檔案中包含的原始聲音資訊愈濟,按呢回放的時聲音品質嘛愈懸。佇咧 MP 三編碼的早期,規个檔案使用一个固定的位元率,講號做固定位元速率(CBR)。

MPEG 影一 Layer 三允准使用的位元率是三十二、四十、四十八、五十六、六十四、八十、九十六、一百十二、一百二十八、百六、一百九十二、兩百二十四、兩百五十六佮三百二十 kbit / s,允准的採樣頻率是三十二、四十四支一佮四十八千赫茲。四十四孵一 kHz 是上捷使用的速度(佮 CD 的採樣速率相仝), 一百二十八 kbit / s 是事實上「好品質」的標準,就算三百二十 kbit / s 佇咧 P 二 P 檔案分享網路頂愈來愈受著歡迎。MPEG 鋪二和 [無正式的] MPEG 抹二爿曝五包括其他一寡位元率:六、十二、二十四、三十二、四十、四十八、五十六、六十四、八十、九十六、一百十二、一百二十八、一百四十四、百六 kbit / s。

會當變位元速率(VBR)嘛是有可能的。MP 三檔案的中的音訊切分做有家己無仝位元率的影格,按呢咧檔案編碼的時陣就會當動態地改變位元率。就算講佇上早的實現中並無這項功能。VBR 技術這馬音訊 / 影片編碼領域已經得著廣泛的應用,這項技術予伊佇聲音變化大的部份使用較大的位元率若佇聲音變化細的部份使用較細的位元率成做可能。這个方法類似聲音控制的磁帶錄音機無記錄靜止部份節省磁帶消磨。一寡編碼器佇咧誠大程度依賴才有這項技術。

懸到六百四十 kbit / s 的位元率會當使用 LAME 編碼器佮自由格式來實現,但是由著伊並毋是標準位元率之一,有的較低抑是早期的 MP 三放送就袂當放送遮的檔案。

MP 三的訊品質

因為乎 MP 三是一種失真壓縮格式,伊提供了足濟款無仝款「位元率」(bit rate)的選項—也就是用來表示每秒音訊所需要的編碼資料位數。典型的速度介於百二八 kbps 佮三百二十 kbps(kbit / s)之間。佮此對照的是,CD 上未經壓縮的音訊位元率是一千四百十一孵二 kbps(十六位元/挽樣點 × 四配四千一百採樣點/秒 × 二聲道)。

使用較低位元率編碼的 MP 三檔案通常回放品質較低。使用過低的位元率,「 壓縮失真(compression artifact)」(原始錄音內底無的聲)將會佇回放的時出現。說明壓縮噪音的一个好例是:壓縮著歡呼的聲音;因為伊的隨機性佮急劇的變化,所以編碼器的錯誤就會閣較明顯,而且聽起來敢若應聲。

除了編碼檔案的位元率以外;MP 三檔案的品質,嘛佮編碼器的品質佮編碼訊號的難度有關係。使用優質編碼器編碼的普通訊號,一寡人認為百二八 kbit / s 的 MP 三以及四十四抹一 kHz 的 CD 彼挽樣的音質近來若像 CD 音質,同齊得著差不多十一 : 一的壓縮率。佇真濟情形下𪜶認為講 MP 三音質不好是不可接受的,毋過其他一寡聽眾抑是換一个環境(若佇咧噪人耳的車內抑是講聚會上)𪜶閣認為講音質是會當接受的。足顯然的,MP 三編碼的瑕疵佇低階音效卡或者是聲器頂頭較無明顯,猶閣佇咧連接著電腦的高品質立體聲系統,尤其是使用懸保真音響裝置或者是高品質的耳機時間是較明顯。

抹勞恩霍夫協會(FhG)佇𪜶的官方網站頂懸,公佈了下跤的 MPEG 影一 Layer 二分之一 / 三的壓縮率佮資料速率用於較:

  • Layer 一 : 三百八十四 kbit / s,壓縮率四 : 一
  • Layer 二 : 一百九十二-兩百五十六 kbit / s,壓縮率八 : 一孵六 : 一
  • Layer 三 : 一百十二-一百二十八 kbit / s,壓縮率十二 : 一孵十 : 一無仝層面之間的差別是因為𪜶使用無仝的心理聲學模型致使的;Layer 一的演算法相當簡單,所以透明編碼就需要閣較懸的位元率。毋過,因為無仝的編碼器使用無仝的模型,足歹做按呢的完全較。

真濟人認為所參照的速率,出於著 Layer 二和 Layer 三記錄的偏愛,出現嚴重扭曲。𪜶爭辯講實際的速率如下所列:

  • Layer 一 : 三百八十四 kbit / s 優秀
  • Layer 二 : 兩百五十六-三百八十四 kbit / s 優秀,兩百二十四-兩百五十六 kbit / s 足好的,一百九十二-兩百二十四 kbit / s 好
  • Layer 三 : 兩百二十四-三百二十 kbit / s 優秀,一百九十二-兩百二十四 kbit / s 足好的,一百二十八-一百九十二 kbit / s 好較壓縮機制的時陣,足重要的是愛使用仝等音質的編碼器。將新編碼器佮基於過時技術甚至是紮有缺陷的舊編碼器較可能會產生對舊格式的結果。因為有損編碼會遺失資訊按呢一个現實,MP 搬三演算法通過建立人類聽覺總體特徵的模型趕緊保證擲捒的部份毋予人耳空辨識出來(比如講,因為 noise masking), 無仝的編碼器會當佇無仝程度上實現這點。

一寡可能的編碼器:

  • Mike Cheng 佇咧一九九八年早起頭一改開發的 LAME。佮其他來比並,伊是一个完全遵循 GNU 闊通用公共許可證的 MP 三編碼器,伊有良好的速度佮音質,甚至講著 MP 三技術的路牌本形成挑戰。
  • 抹勞恩霍夫協會:有一寡編碼器袂䆀,有的有缺陷。

有真濟的古早編碼器這馬已經無咧廣泛使用:

  • ISO dist 十
  • Xing
  • BladeEnc
  • ACM Producer Pro .

好的編碼器會當佇百二八到百六十 kbit / s 下達到會當接受的音質,佇一百六十到一百九十二 kbit / s 下達到親近透明的音質。所以講無佇咧特定編碼器或者是上好的編碼器話題內講一百二十八葩 kbit / s 抑是一百九十二 kbit / s 落去的音質是會引起誤解的。一个好的編碼器佇百二八葩 kbit / s 做出來的 MP 三有可能比一个無好的編碼器佇咧一百九十二 kbit / s 做出來的 MP 三音質閣較好。另外咧,即使是仝款的編碼器仝款的檔案大細,一个不變位元率的 MP 三可能比一个變位元率的 MP 三音質愛差足濟的。

需要注意的一个重要問題是音訊號的品質是一个主觀判斷。安慰效果(Placebo effect)是足嚴重的,濟濟使用者聲明愛有一定水準的透明度。濟濟使用者佇 A / B 試中間攏無通過,𪜶無法度佇閣較低的位元下區分檔案。一个特定的位元率對有一寡使用者來講是有夠額的,對另外一寡使用者來講是無夠的。逐个人的聲感知可能有所不同,所以一个會當滿足乎所有人的特定心理聲學模型並無明視訊記憶體佇咧。干焦改變試聽著環境,如音訊播放系統或者是環境可能就會顯現出失真壓縮所產生的音質降低。頂頭給出的數字只是大多數人的一个大致有效參考,但是佇失真壓縮領域真正有效的壓縮過程品質測試手段就是試聽音訊結果。

假使你的目標是實現無品質損失的音訊檔或者是用佇演播室中的音訊檔,就應該使用無失真壓縮(Lossless)演算法,目前會當將十六位元 PCM 音訊資料壓縮著百分之三十八並且聲音是無任何的損失,按呢無失真壓縮編碼有索尼 ATRAC Advanced Lossless、杜比實驗室 TrueHD、DTS ( 消歧義 ) Master Lossless Audio、MLP、索尼 Reality Audio、WavPack、Apple Lossless、TTA、FLAC、Windows Media Audio 九 Lossless(WMA)和 APE(Monkey's Audio)等咧。

這對需要進行編輯、混合處理的音訊檔愛盡量使用無失真格式,若無失真壓縮產生的精差可能佇咧處理了後無法度去預測,幾若改編碼產生的損失將會濫做伙,在處理了後會做編碼這寡損失將會變閣較明顯。無去真壓縮咧降低壓縮率的代價會當達到上好的結果。

一寡簡單的編輯操作,如切掉音訊的部分片段,會當直接佇 MP 三資料上操作無需要重新編碼。對這操作來講,只要使用合適的軟體(" mp 三 DirectCut " 和 " MP 三 Gain "), 頂懸講著的問題會使毋免考慮。

MP 三的設計限制

MP 三格式存有設計限制,就算講用閣較好的編碼器猶原袂當克服遮的限制。一寡新的壓縮格式如 Opus 閣有遮的限制。

按照技術語,MP 如果三有如後一寡限制:

  • 位元率上大是三百二十 kbit / s,時間解析度相對變化遮緊的訊號來講傷低。
  • 對超過十五 . 十五分之五 . 八 kHz 彼頻率無因數頻帶,即超過這頻率的聲音無法度編碼佇咧 MP 三內,對頻譜來看,十五 kHz 以上的聲音全部攏無去矣,而人耳的聽覺上限一般佇二十 kHz。
  • 挽樣頻率上懸為著四十八 kHz,對超過四十八 kHz 採樣頻率的音訊無法度編碼佇咧 MP 三內。
  • 聯合立體聲(Joint stereo)是因為影格佮影格完成的。
  • 無定義編碼器/解碼器的整體的時,這就意味對 gapless playback 欠一个正式的規定。

毋過,就算是有遮的限制,一个經良好的調整 MP 三編碼器猶會當提供佮其他的格式相提並且論抑是閣較懸的編碼品質。

MP 三音訊編碼

MPEG 抹一標準當中無 MP 三編碼器的一个精確規範,毋過佮這个此反倒轉來,解碼演算法佮檔案格式煞來進行幼路的定義。人設想編碼的實現是設計家己的適合去除原始音訊中部份資訊的演算法(或者是伊佇頻域內底改進的離散餘弦變換表示)。 佇咧編碼的過程當中,五百七十六个時刻樣本被轉換做五百七十六个頻域樣本,欸若是連鞭變訊號乎就使用百九十二爾毋是五百七十六个採樣點,這是限制量化噪音聲隨著隨時變訊號短暫擴散。

這是心理聲學的研究領域:人類主觀聲音感知。

按呢紮來的就是出現了真濟無仝款的 MP 三編碼器,逐種生成的聲音品質攏無相𫝛。有真濟𪜶的較結果,按呢一个潛在使用者誠容易選擇合適的編碼器。需要會記得是高位元率編碼表現優秀的編碼器(如 LAME 這个佇咧高位元率廣泛使用的編碼器)未必佇低位元率的表現嘛仝款好。

MP 三音訊解碼

另外一方面,解碼佇標準中進行幼路的定義。

多數解碼器是位元流,也就是講 MP 三檔案碼出來的非壓縮輸出訊號會佮標準文件中數學定義的輸出訊號一模一樣的(佇咧規定的數值修約是誤差範圍內)。

MP 三檔案有一个標準的格式,這格式就是包括三百八十四、五百七十六、或者是百五十二个挽樣點(隨 MPEG 彼版本佮層無仝而無仝)的影格,並且所有的影格攏有關聯的頭資訊(三十二位元)佮輔助資訊(九、十七或者三十二位元組,隨著 MPEG 版本和立體聲或者是單連結的無仝而無仝)。 佮輔助資訊會當幫助解碼器正確地解碼相關的霍夫曼編碼資料。

所以乎,大多數的解碼器較差不多攏是完全基於伊的計算效率(比如講,𪜶佇解碼的過程中所需要的記持體抑是中央處理器時間)。

ID 三和其他的標籤

「 標籤」是 MP 三(抑是其他的格式)中儲存的包含如標題、藝術家、曲盤、音軌號抑是其他的關於著 MP 三檔案資訊等等添加到檔案的資料。上奅的標準標籤格式目前是 ID 三 ID 三 v 一和 ID 三 v 二標籤,最近的是講 APE tag。

APEv 二上頭仔是為 Musepack 開發的(參見 APEv 二規範)。 APEv 二通佮 ID 三標籤佇咧仝一个檔案中共存,但是伊嘛會當單獨使用。

音量歸一化(normalization)

因為 CD 和其他各種各樣的音源攏是佇咧無仝款的音量之下錄的,佇標籤中儲存檔案的音量資訊將是有路用的,按呢回放時音量會當進行動態調節。

人已經提出一寡著 MP 三檔案增益進行編碼的標準。𪜶的設計思想是對音訊檔的音量(毋是呢「峰值」音量)進行歸一化,按呢以保證佇無仝款的連續音軌切換時音量袂有變化。

上奅上捷用的儲存回放增益的解決方法是予簡單的稱做「放送增益(Replay Gain)」 的方法。音軌的音量平均值佮修剪資訊攏存在元資料標籤中。

授權佮專利問題

Thomson Consumer Electronics 佇咧認可軟體專利的國家控制 MPEG-二分之一 Layer 專利的授權,遮的國家包括美國佮日本,歐盟國家無包括在內。Thomson 誠積極加強遮的專利的保護。Thomson 已經佇咧歐盟國家去予歐洲專利局(European Patent Office)授予軟體專利,但是閣無清楚𪜶敢會去予遐的司法所加強。

關於著 Thomson 專利檔案、授權協定佮費用的上新的資訊請參考𪜶的網站 MP 三 Licensing . com。

佇咧一九九八年九月,Fraunhofer Institute 向幾个 MP 三軟體開發者發去了一張批聲明「發布或者是銷售編碼器或者是解碼器」需要授權。這封批宣稱非經授權的產品「觸犯了 Fraunhofer 和 THOMSON 的專利權。製造、銷售抑是發布使用 MPEG 鋪二 Layer 三標準抑是阮專利的產品,恁需要對阮遮得著遮的專利的授權協定。」

遮的專利的問題真大減慢矣未經授權的 MP 三軟體開發並且致使人的注意力轉向開發佮歡迎其他如 WMA 和 Vorbis 按呢的替代品。Windows 開發系統的製造商微軟公司對 MP 三轉向𪜶自有的 Windows Media 格式以避免佮專利相關的授權問題。一直到遐的關鍵的專利過期進前,未經授權的編碼器佮放送器咧認可軟體專利的國家看起來攏是非法的。

就算講有遮的專利限制,「 永恆」的 MP 三格式繼續向前發展;這款現象的原因看起來是由如下因素帶來的網路效應:

  • 熟似這種格式,毋知有其他可選格式存在
  • 遮的可選格式無普遍地明顯超過 MP 三的優勢
  • 大量的 MP 三格式音樂
  • 大量的使用這種格式的無仝軟體佮硬體
  • 無數位版權管理保護技術,這會使 MP 三檔案會當真容易來修改、複製佮通過網路重新發布
  • 大多數的家庭使用者毋知或者是無關心軟體專利爭捀,通常遮的爭取佮𪜶個人用途來選用 MP 三格式無關係另外,專利持有人毋願對著開源解碼器加強授權費用的徵收,這嘛紮來誠濟免費 MP 三解碼器的發展。另外咧,就算講𪜶試圖阻止發布編碼器的二進制代碼,Thomson 已經宣佈使用免費 MP 三編碼器的個人使用者將無需要支付費用。按呢乎,就算專利費是誠濟公司按算使用 MP 三格式的時需要考慮的問題,對使用者來講並無啥物影響,這就紮來這種格式的廣受歡迎。

Sisvel S . p . A . 佮伊的美國子公司 Audio MPEG , Inc . 較早捌以侵犯 MP 三技術專利為理來起訴 Thomson,但是遐的拚捀佇二空空五年十一月終以尾 Sisvel 給 Thomson MP 干焦三條的結束。Motorola 最近嘛佮 Audio MPEG 簽署矣 MP 的授權協定。因為 Thomson 和 Sisvel 攏有𪜶的聲稱編解碼器一定愛的單獨的專利,MP 三專利的法律狀態猶無清楚。

專利過期

佮 MP 三相關的專利已經佇二空一七年四月十六全數過期。MP 進入公有領域了後,任何人使用攏無需付專利授權費。

其他的技術

有真濟其他的有損音訊編解碼存在,其中包括講:

  • MPEG-二分之一 Audio Layer 二(MP 二), MP 三的前輩;
  • Musepack,嘛叫做 Musepack(較早叫 MP +), 由 MP 二衍生出來;
  • mp 三 PRO,Thomson Multimedia 的 MP 三和 SBR 的組合,適用佇低位元速率壓縮,是 MP 三格式的升級版;
  • AAC,Apple 公司的 iTunes 音樂商店佮 IPod 使用;
  • AC ma三,杜比數位佮數位多功能影音光碟中使用;
  • Vorbis,Xiph . Org 基金會開發,自由軟體佮無專利的編解碼器;
  • Speex,基佇咧激勵線性預測的專門為語音佮網際協定通話技術設計的自由軟體佮無專利編解碼器;
  • Opus ( 音訊的格式 ),Xiph . Org 基金會開發,是開放標準定義佇網際網路工程任務組 RFC 六千七百十六,有閣較低的延延佮閣較好的聲音壓縮率,希望用單一格式包含聲音和語音,取代 Speex 和 Vorbis;
  • AMR-WB + 針對蜂岫的電話佮其他有限頻寬使用進行矣最佳化的增強自適應多速寬寬仔編解碼器(Enhanced Adaptive Multi Rate WideBand codec);
  • ATRAC,索尼的 MD 使用;
  • QDesign,用佇低速 QuickTime;
  • Windows Media Audio(WMA)來自微軟公司;
  • RealNetworks 的 RealAudio,定定用佇網站的流媒體。

MP 二、MP 三、mp 三 PRO、和 AAC 攏是仝一个技術家族內底的成員,並且攏是基於大致類似的心理聲學。曹勞恩霍夫協會有誠濟涵蓋遮的編解碼器所用技術的基本專利,杜比實驗室、索尼、Thomson Consumer Electronics 和 AT & T 有其他一寡關鍵專利。

佇咧網路頂懸有一寡其他無損音訊壓縮方法。做你共𪜶和 MP 三無仝,𪜶是其他壓縮機制的優秀範例,𪜶包括:

  • FLAC ( Free Lossless Audio Codec )
  • Monkey's Audio(APE)
  • SHN,嘛叫做 Shorten
  • TTA
  • WavPack
  • Apple Lossless
  • MPEG 扳四 ALS

聽覺測試試圖揣出特定位元率下的上好品質的有損音訊編解碼。佇百二八 kbit / s 落,AAC、MPC、WMA Pro 和 OGG Vorbis 效能無法度佗位領先的位置,LAME MP 三小可仔落後。佇咧六十四 kbit / s 落,AAC-HE 和 mp 三 pro 較少領先於其他編解碼器。佇超過一百二十八 kbit / s 落,多數聽眾聽袂出𪜶之間有明顯差別。啥物是「CD 音質」嘛是足主觀的:對一寡人來講百二八 kbit / s 的 MP 三就夠額矣,若對另外一寡人來講必須是兩百 kbit / s 以上的位元率。

做你共 WMA 和 RealAudio 遮的新的編解碼器的支持者宣稱𪜶各自的演算法會當佇六十四 kbit / s 達到 CD 音質,聽覺測試煞顯示無仝的結果;猶毋過遮的編解碼器佇六十四 kbit / s 的音質明顯超過仝款位元率下 MP 三的音質。開源的 Vorbis 的開發者嘛宣稱𪜶的演算法超過矣 MP 三、RealAudio 和 WMA 的音質,頂懸講的聽覺測試證實了這款講法。Thomson 宣稱伊的 mp 三 PRO 佇咧六十四 kbit / s 達到囉 CD 音質,但是測試者報告講六十四 kbit / s 的 mp 三 Pro 檔案佮一百十二 kbit / s 的 MP 三檔案音質類似,但是一直到八十 kbit / s 的時陣伊才會當接近 CD 音質。

專門為 MPEG-二分之一影片(VCD / DVD)設計的 / 最佳化的 MP 三總體上佇低於四十八 kbit / s 的單聲道資料佮低於八十 kbit / s 的立體聲頂面表現無好。

參考文獻

參見

  • 隨身碟
  • ID 三
  • MP 三 Surround
  • MP 三部落格
  • OTRCAT
  • Joint stereo
  • 數位音訊播放器-媒體放送器
  • 數位音樂下載
  • 軟體著作權
  • Comparison of audio codecs
  • Dmusic
  • IPod
  • LAME