SaAnVi.Ruмузпародиифотоприколыбаннаяполитотакомпота вкладка меню  житотасцылкиблогдумырецензиипоржатьфотоотчёты
^
SaAnVi.Ru
музыкальные приколы
фотоприколы / банная
политота / компота
житота / сцылки
блог / думы
рецензии на фильмы
тексты на поржать
фотоотчёты
Don't speak Russian?В избранноеПодписка РейтингАктивностьПоддержатьКЖП

последние запросы

Яндекс поискпоиск Яндекса по сайту

нафигатор
*Музыка
Приколы, пародии, переделкиПесенки-чудесенкиПриколы (прочее)Авторский инструменталАвторские песниМинусовки (HiFi)Минусовки (LoFi)Минусовки (избранное)СаундтрекиZX SpectrumMIDI
 
*Фото, рисунки
ПриколыБаннаяКарикатурыЖивотныеБелкиНасекомыеНебоЦветы, растенияПриродаКрасноярскРазноеФотоотчётыТрансляцииОбои (1280x1024)Обои (1680x1050)Обои (FullHD)СтокМоё
 
*Статьи
СмешноеРецензии на фильмыОбзорыЗвукСофт, комп, инетФотоСлова к песнямРецептыРазноеОчумелые ручкиЯндекс.ДиректФинансыИстории моей жизниДомостроениеОт других авторовПолитотаКомпотаЖитотаСцылкиВопросы по компьютеруВопросы по звуку
 
*Программы
Battle Ship DeLuxePut The BlockPrometeusNetZhopSpectrAnsDCAD
 
*Рингтоны
 
*Рейтинги
ОбщийМузыкаМинусовкиФотоСтатьиБлог
 
*Об авторе и сайте
АвторыЧаВоКонтактыБлогДумыАктивностьЮзерыКЖПСсылкиХостингКартаПоддержать сайтГорячие поклонники

 

блогЪ
одномоментные думы
последняя трансляция

13.11.2019 ВРПВ: стороны, ругань

11.11.2019 лунфэй, термостат

10.11.2019 Тяжёлый сон

04.11.2019 кошка, DRAMA, PUSH

02.11.2019 Как я дом строил

30.10.2019 Мусорная "реформа": проверьте начисления!

29.10.2019 Я пользуюсь Windows XP

28.10.2019 рукавички, тыква

27.10.2019 Как китайцы развести меня пытались

21.10.2019 DNS, кошка, WinXP

весь блог >>

 

подпишизь

RSS новости RSS комментарии
ВКонтакте Facebook Яндекс.Дзен Канал YouTube Soundcloud

 

щотчики
Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика
EC: 1023

MP3

Появившись ещё в середине 1990-х, формат MP3 быстро занял лидирующие позиции и, похоже, до сих пор не собирается их сдавать. Мало кто из пользователей компьютеров и разнообразных устройств для воспроизведения звука хорошо представляет себе, что такое MP3 "изнутри". Попробуем разобраться.

Что такое MP3?

MP3 - формат сжатия звука с потерями. Разработан в Германии институтом Фраунгофера в 1994-м году. Если быть точнее - в 1994-м появился первый кодировщик L3Enc. Самый популярный формат сжатия звука на момент написания статьи (обновление: и семью годами позже, в 2017-м :).

Из чего состоит MP3?

Технически MP3 называется MPEG-1 Audio Layer 3 и состоит из нескольких подформатов. Каждый подформат рассчитан на свою частоту дискретизации и битрейт. Ранее было принято считать, что MP3, закодированный на битрейте 128кбит, практически неотличим от AudioCD (это, безусловно, не так). Сегодня таковым "порогом" считается 192кбит (речь идёт о среднестатистическом слушателе). Если "подняться" до 256кбит, слепые тесты уже проваливают профессиональные эксперты, несмотря на то, что опыты проводятся на качественном оборудовании и в соответствующих помещениях. 320кбит считается полностью неотличимым от оригинала на слух (напомню, речь идёт о формате AudioCD - т.е., 16бит 44.1кГц). Как человек, долго работающий с музыкой, я эту информацию могу лишь дополнительно подтвердить собственным (более чем двадцатилетним) опытом работы с MP3.

Принципы кодирования MP3

Довольно сложно объяснить все принципы кодирования формата, я попытаюсь сделать это "на пальцах". Кодек берёт звуковой материал и, основываясь на выходных данных (в основном, на битрейте) начинает его сжимать. Сначала производится фильтрация высоких частот (для 128кбит это может быть диапазон, начиная от 14-15кГц, для 256кбит - 19-20кГц и т.д.). После того, как часть по факту неслышимой информации убрана из файла, кодек строит т.н. "психоакустическую модель", на основании которой убирает из звука неслышимые составляющие. Затем информация "ужимается" в нужный битрейт. Понятное дело, чем ниже битрейт - тем более слышимы "неслышимые" составляющие, как бы абсурдно это ни звучало.

Фактически, качество звучания выходного файла зависит не только от выбранного битрейта, но и от программы-кодека. Существуют десятки кодеков, наиболее заметный по популярности и качеству - LAME, очень хорош и сам оригинальный от Фраунгофера. В случае использования других кодеков есть вероятность нарваться на не очень качественный результат кодирования, поскольку какого-либо стандарта нет - есть только описание принципов и рекомендации. Поэтому, каждая программа кодирует звук по-своему.

С проигрывателем всё проще - надо лишь развернуть готовый поток согласно информации, закодированной в нём. Тем не менее, при декодировании тоже могут возникать неприятные нюансы. К примеру, некогда популярнейший проигрыватель Winamp в большинстве своих начальных версий имел очень низкое качество звука - видимо, из-за чрезмерно усердной "оптимизации" кода под не слишком резвые компьютеры эпохи конца 1990-х.

MP3 с битрейтом 128кбит, как правило, без проблем отличим от оригинала на хорошей аппаратуре. Будет слышно и урезание высоких частот, и некоторые "булькающие" призвуки на ВЧ при насыщенном звуке. С повышением битрейта, качество кодирования растёт катастрофически: уже к 160кбит результат на слух более чем удовлетворяющий, не говоря уж о 192кбит. Естественно, при хорошем кодеке и правильно настроенных параметрах кодирования.

Есть, конечно, и другие способы применения MP3 - например, кодирование для передачи в реальном времени через интернет. Здесь качество не играет особенной роли - важен размер получаемого файла.

Режимы кодирования

У MP3 на данный момент три режима кодирования, отличающиеся качеством материала на выходе.

CBR (constant bitrate, постоянный битрейт)

Изначально использующийся режим, постоянный битрейт на всём протяжении файла. Из достоинств имеет разве что точно прогнозируемый объём выходного файла.

VBR (variable bitrate, переменный битрейт)

Появившийся позднее и с успехом развившийся режим. Суть состоит в том, что звуковой материал изначально имеет разную насыщенность на разных участках времени. Исходя из этого, можно варьировать битрейт, сохраняя при этом одинаковое качество. Например, зачем кодировать тишину на битрейте 128кбит, если для этого можно использовать минимальные 32кбита (для 44.1кГц)? Недостатком такого режима является невозможность прогнозирования объёма выходного файла. Впрочем, вряд ли можно назвать это существенным недостатком на фоне очевидных достоинств.

ABR (average bitrate, средний битрейт)

ABR является "соединением" CBR и VBR. Имеется возможность задать некий "средний" битрейт, а кодек будет использовать переменный битрейт, чтобы "вписаться" в заданные рамки. Результат кодирования в режиме ABR будет несколько лучше, чем у CBR, однако музыкальный материал будет закодирован с разным качеством на разных участках. Тем не менее, как и в случае с CBR, будет легко прогнозировать объём файла.

Режимы управления кодированием

Stereo (стерео)

Двухканальное кодирование. Каналы стереосигнала кодируются независимо друг от друга, но распределение бит под результат может варьироваться в зависимости от насыщенности в каждом канале. Режим используется в основном на битрейтах от 256кбит.

Dual channel (двухканальный)

Кодирование каналов независимо друг от друга, с выделением постоянного битрейта под каждый канал. Например, если выбран битрейт 256кбит, то под каждый канал определяется строго 128кбит. Режим практически не используется, а в популярном кодеке LAME даже и не поддерживается.

Joint stereo (объединённое стерео)

Часто используемый режим для кодирования на средних и низких битрейтах (меньше 256кбит). Состоит из нескольких подрежимов. В основном базируется на том, что на обоих каналах очень много одинаковой информации (то есть, каналы типичного музыкального файла отличаются друг от друга не на 100%). При этом, одинаковую информацию можно закодировать с битрейтом повыше, а разность между каналами, которая обычно невелика, ужать получше. Из сказанного вытекает очевидный недостаток режима: если каналы всё же полностью отличаются друг от друга, никакого выигрыша в качестве по сравнению с тем же стереорежимом не получится. Однако, в большинстве случаев joint stereo позволяет получить лучшее звучание на низких битрейтах.

Mono (моно)

Используется для кодирования моносигналов.

Заключение

Пожалуй, единственным серьёзным недостатком MP3 является то, что технически стандарт ограничен двумя каналами. Для меня это, впрочем, не является недостатком, поскольку я не работаю более чем с двумя каналами одновременно. В 2010-м году исчез и второй крупный недостаток: патент.

У MP3 немного реальных конкурентов, наиболее заметные из них - AAC и Ogg Vorbis. AAC защищён патентом, в то время как Ogg Vorbis - свободно реализуемый проект. По сути, из преимуществ у этих кодеков - разве что возможность сохранять более двух каналов в потоке и улучшенное качество звука на низких битрейтах (на высоких различия стираются). По популярности этим кодекам далеко до MP3, да и меломаны всё чаще смотрят в сторону форматов сжатия без потерь (навроде FLAC), поскольку устройства хранения данных эволюционируют гигантскими темпами и уже можно позволить себе хранить аудио в сжатом без потерь варианте. MP3 же остаётся "проверенной рабочей лошадкой" для бытового применения и обеспечивает отличное качество звучания, если использовать нормальный кодек с правильными настройками сжатия.

 

по теме: MP3 vs CD, или "не зная броду - не суйся в воду"

 

Делаю мастеринг и реставрацию аудиозаписей

 

задайте вопрос по звуку, сведению и т.п. и я напишу статью

быстрые ответы на вопросы здесь - обычно отвечаю в течение суток




 отправить 

 

©2010, Анатолий Савенков
опубликовано: 08.05.2010

комментариев: 47

 

 
просмотров:
3553
глас народа:
+76 / -9
+зачёт    -незачёт

голос будет учтён
в рейтинге

список статей в категории

 

Комментарии

 

 

31  Kromsolog   свой человек03.07.2010 16:26
В районе 20-30 лет вероятность есть. После сорока слух на высокие частоты уже притупляется, медицинский факт.
32  SaAnVi   tzar05.07.2010 07:45
> Анатолий, а почему бы не htmlentities(), а?

Можно, сделаю на досуге.

> Насчет частот - спорить не буду, но слабо верится, что здоровый человек (до 30 лет) не может слышать частоту 16кГц.

Мне 33, слышу до 16-17, не выше. Знакомые моего возраста, не обременённые музыкальными профессиями, не слышат выше 14-15.

> После сорока слух на высокие частоты уже притупляется, медицинский факт.

Собственно, всё то, что необходимо для восприятия, находится в районе до 12-13кГц. Дальше уже "дыхание", оно даже как ВЧ не воспринимается - именно как "дыхание". А как ВЧ вообще воспринимается диапазон 7-9кГц.
33  sixma   гость16.11.2010 11:49
tydi - meet me in kyoto в amstermam 08 поинтересней звучал.
34  sixma   гость17.11.2010 20:40
"Популярное заблуждение о профнепригодности сжатого звука как класса родилось где-то в 1998-99 году. Со временем мнение об ущербности MP3 переросло в стереотип, который начал приниматься на веру совершенно бездумно."

[ссылка, www.computerra.ru]
35  igor_tf27.02.2011 18:05
Что конкретно зависело от этого патента? И что теперь будет с форматом в связи с окончанием этого самого патента?
36  SaAnVi   tzar28.02.2011 05:43
Пока действовал патент, за использование технологии могли браться отчисления в пользу института Фраунгофера. Впрочем, как и в случае с GIF, не припомню скандалов на этой основе - все использовали и не парились.

А сейчас всё хорошо и MP3 форева.
37  igor_tf28.02.2011 14:04
Мда... Теперь уж точно ни одному из более качественных кодировщиков мр3 не обогнать...
38  Володя   гость27.06.2011 13:05
Принесла как-то физичка некий агрегат, генератор частот. Разумеется, не с типичными динамиками. То ли пьезокристаллы там использовались, то ли что-то еще. До 25КГц вроде мог выдавать, может больше, не помню уже. Опыт в следующем: она повышает частоту, все вокруг слушают и говорят, слышат ли. Так на 11.5КГц осталось меньше трети класса. Я лично последний раз слышал писк на 12.5 с парой-тройкой человек. И только один из нас дошел до 14КГц.
Сейчас мне 31.
39  SaAnVi   tzar27.06.2011 16:35
У меня порог где-то в районе 15-16кГц. И это я ещё музыкой плотно занимаюсь очень.
40  Александр Карманов   гость08.06.2013 17:04
Какой-то не слишком сложный семпл, однако. Я его в FLAC кодировал, а у него размер в 2,14 раза уменьшился. То есть битрейт стал 658кбит/с вместо 1411кбит/с.
У фортепианных записей степень сжатия поменьше будет (я видел 700-800кбит/с), ну, а рок-музыка еще хуже жмется. Ниже 1000кбит/с как-то не припоминаю.

А вот с мп3 у меня еще интереснее. Может, аппаратура не очень или еще какая причина (аудиоматериал, например), но в ABX тесте я не прочуял разницы между 128кбит/с и оригиналом.
41  ZZZ   гость09.07.2013 21:14
Я например слышу весь частотный звуковой диапазон...
И разницу между FLAC и MP3 замечаю, но не всегда
42  SaAnVi   tzar09.07.2013 21:28
Как я уже упоминал, мой порог слышимости в районе 15-16кГц. Разницу между MP3 и несжатым форматом я тоже периодически слышу (включая высокие битрейты). Но она совершенно незначительна для того, чтобы беспокоиться.
43  Илья   гость30.10.2019 07:30
Как-то фраза "сжатие с потерями" не совсем корректна, на мой взгляд это не сжатие, а конкретно перекодировка в иной формат с потерями, но не совсем сжатие. Еще хороший формат был соневский атрак,сколько версий вышло не припомню. Я ни какой разнмцы в звучании минидиска и оригинала КД не слышу, жаль минидиски, они мне нравятся, слушаю периодически. Также не упомянули о дальнейшем эволюционном формате mp3 - mp3pro, я его тестировал, но только на vbr, размер меньше почти в 2 раза, но чтото в нем не то, не зашел он мне.
44  SaAnVi   tzar30.10.2019 07:47
> Я ни какой разнмцы в звучании минидиска и оригинала КД не слышу

Я слышал. Это было один раз, на своём треке с синтезатора. В принципе, алгоритм ATRAC схож с MP3.

MP3Pro пытался синтезировать ВЧ из информации на более низких частотах. Это уже совсем мультяшно. Для стриминга на низких скоростях - да, для прослушивания с удовольствием - никак нет.
45  Илья   гость31.10.2019 22:22
Уважаемый Анатолий. А как на счет статьи о беспроводной передачи звуковой информации ( для mp3 весьма актуально)? Все же время не стоит на месте и к этому стремятся все производители. Столько разных кодеков у bluetooth, какие из них действительно работают, а какие просто маркеттинговый пшик? Вроде уже есть возжожность и хайрезы по воздуху направлять... Что скажете? Как обстоят реальные дела с качеством звука пролетевшим на радиоволнах?
46  SaAnVi   tzar01.11.2019 05:05
Признаюсь, что меня эта тема не особо интересует. По идее, качество цифры через воздух меняться никак не должно. Это ж цифра. Ну а как реализовали - ХЗ. :)
47  schmer   друг01.11.2019 08:11
к 45. Нет там хайреза. Да и незачем.

 

 

↑ к началу комментариев    ↑↑ к началу страницы

 

 

 

Вы не зарегистрированы. Зарегистрируйтесь или войдите в систему, чтобы не набирать каждый раз проверочный код (и иметь другие приятные функции на сайте). Действует суточный лимит анонимных комментариев для защиты от троллей, школоло-хакеров и спам-ботов. На текущий момент осталось комментариев: 10.

Добавить комментарий

* Ваше имя/ник:
E-mail:
* Комментарий:
(до 2048 символов)
введите две первые цифры из четырёх: 4635 

 

Фулюганствовать не надо: соблюдайте правила приличия. Я не люблю комментариев не по делу типа "Оццтой!" и им подобных. Если хотите что-то покритиковать или поучить кого-то жизни - делайте это с чувством, с толком и с расстановкой.

 

  
новостя
05.11.2019
статья: ASUS D540M и Win10: ноутбук и OS, которых не должно было быть
26.10.2019
статья: Утепление пола эковатой
14.10.2019
обзор: Метеостанция Buro H146G: бесполезное приобретение
05.10.2019
статья: Отключение обновлений в Windows 10
01.10.2019
фотоприкол: отличное техническое состояние
26.09.2019
банная: том ям и Пхукет
24.09.2019
фотоприкол: манты
16.09.2019
рассказ: Powerbank: страшилка
12.09.2019
раздел: Домостроение
11.09.2019
фотоприкол: конь педальный
все новости >>

 

популярЪ

1. статья: Тёплый ламповый звук и сферический винил в вакууме

2. статья: ASUS D540M и Win10: ноутбук и OS, которых не должно было быть

3. статья: Файл подкачки на SSD

4. статья: Метеостанция Buro H146G: бесполезное приобретение

5. статья: Утепление пола эковатой

6. статья: Смерть Windows 7

7. музыкальная пародия: Винда

8. статья: Ускорение Windows

9. статья: Насосная станция

10. статья: Очистка компьютера

весь TOP >>

 

последния каменты

1. блог: Тяжёлый сон

2. блог: кошка, DRAMA, PUSH

3. блог: Линупс 2

4. статья: ASUS D540M и Win10: ноутбук и OS, которых не должно было быть

5. блог: Компьютерная неграмотность

6. блог: жена, гейзер, YOTA

7. блог: Мусорная "реформа": проверьте начисления!

8. музыкальная пародия: Мой ненаглядный

9. блог: Я пользуюсь Windows XP

10. блог: Электронная засада

 

нынче на сайте
Домовой (1)

гости: 2

статистика за 10 минут
юзеры >>
изображениезакрыть
dummy