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MP3工作原理
来源:本站整理  作者:佚名  2010-02-25 09:34:00



 

一、MP3及其基本原理  MP3就是采用国际标准MPEG中的第三层音频压缩模式,对声音信号进行压缩的一种格式,中文也称"电脑网络音乐"。MPEG中的第三层音频压缩模式比第一层和第二层编码要复杂得多,但音质最高,可与CD音质相比。为了更深入地理解,先把MPEG-1音频标准的特点作一些介绍。

 1.MPEG-1音频标准的特点 MPEG-1音频压缩标准是第一个高保真音频数据压缩标准。除了AC-3之外,其他的音频压缩算法只适用于语言(如码激励线性预测CELP)或只有中等的压缩质量(如自适应差分脉冲编码调制ADPCM)。MPEG-1音频压缩标准虽然是MPEG-1标准的一部分,但它完全可独立应用。 为保证其普遍适用性,MPEG-1音频压缩标准提供了以下压缩模式:

 (1)音频信号采样频率可以是32kHz,441kHz或48kHz;

(2)压缩后的比特流可按下列4种模式之一支持单声道或双声道;  ·提供给音频通道的单声道模式(monophonic mode).   ·提供给两个独立的单音频通道的双-单声道模式(dual-monophonic mode).   ·提供给立体声通道的立体声模式(stereomode),通道之间有比特共享。  ·联合立体声模式(joint-stereomode),利用立体声之间的关联或通道之间的相位差的无关性,或者对两者同时利用。

(3)压缩后的比特流具有预定的几种比特率之一。此外,MPEG-1音频标准也支持用户使用预定的比特率之外的比特率。

(4)MPEG-1音频标准提供三个独立的压缩层次,使用户可在复杂性和压缩质量之间权衡选择。 

   ·层1 (Layer 1)最为简单,使用的比特率384kb/s,主要用于数字小卡座DCC(Digital Compact Cassette)。

  ·层2 (Layer 2)的复杂度属于中等,使用的比特率192kb/s左右。其应用包括:数字广播(Digital Audio Broadcasting)的音频编码,CD-ROM上的音频信号以及交互式CD-I(CD-zinteractive)。

  ·层3 (Layer 3)最为复杂,但音质最佳,使用的比特率为64kb/s,尤其适用于综合业务数据网(ISDN)上的音频传输。

 (5)编码后的比特流支持循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check)。

 (6)MPEG-1音频标准还支持在比特流中载带附加信息。

2.MPEG-1音频标准的基本原理 MPEG-1音频标准是一个普遍适用的音频压缩标准,它对音频源没有任何要求。它利用人耳听觉系统的感知特性,压缩率的取得来自去掉人耳听不到的信息细节,即图1和图2曲线以下的部分。虽然压缩是有失真的,但对人耳来说这些失真是听不到的。也即对人耳而言,MPEG-1音频压缩是不失真的。因此,MPEG-1音频标准的应用非常广泛。

3.MPEG-1声音的一些性能指标 从MPEG-1音频标准可知:高压缩比是MP3的一个主要特性,其基本理论就是去除节目源中人耳听觉阈以外的所有信号,并将大信号掩盖下的小信号也加以除去,因为人耳具有掩盖效应,这种变化基本上觉察不出来,这样实际记录的信息量就比压缩前小得多,其压缩比可在10∶1~96∶1( 这次新科采用的是CD音质的12∶1)。这样,一张只能容纳十几首歌曲的光盘,就可记录150首以上的MP3格式歌曲。MP3的这一特性,大大节约了节目成本,肯定会受用户欢迎。

 二、MP3的优点 MP3的突出优点是:压缩比高,音质较好,制作简单,交流方便。压缩比高上面已述。音质是人们关心的一个焦点。虽然MP3对原始信号进行了高压缩比处理,但因为去除的大多是一些无关紧要的信号,因此单纯从听感上说,MP3压缩几乎对音质没有影响。事实上,制作精良的MP3音乐碟,在专门的数字随身听中播放,完全可以达到普通CD唱机播放CD唱片的音质水平。但最吸引人的还是MP3制作和交流上的方便。只要有一台电脑,就可将CD节目录入电脑硬盘,然后压制成MP3格式。也可直接从Internet网上下载MP3音乐,网上有取之不尽的MP3音乐。还可把你自己制作的MP3音乐上网交流。良好的音质和丰富的节目源将使MP3成为最佳的大众音乐媒体。 当然,MP3的高压缩比是以牺牲细微的音质换来的,无疑会对音质产生一定的影响,对一般人和爱好者不会在意,但MP3是否能为Hi-Fi发烧友喜爱?!只有他们自己来回答。

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