| Kodowanie MP3 |
|
|
|
| Redaktor: Administrator | |
|
Bardzo szybko znaleziono rozwi?zania dla tekstów i danych tzw. niskiego poziomu. Powsta?y pierwsze “pakowarki”. Problemy zacz??y si? przy plikach wy?szego poziomu, przede wszystkim cyfrowo zapisanego d?wi?ku i obrazu. Dopiero w 1987 roku grupa 30 naukowców z wydzia?u “Audio und Multimedia” Instytutu Fraunhoffera (Niemcy), we wspó?pracy z Uniwersytetem Erlangen oraz francusk? firm? Thomson, rozpocz??a prace badawcze nad ich kompresj?. Po nied?ugim czasie opracowano algorytm pozwalaj?cy na zmniejszenie obj?to?ci plików z zapisan? muzyk?. Teraz nale?a?o jedynie znale?? sposób kompresji w “czasie rzeczywistym”. Lecz dopiero zainteresowanie stacji radiowych umo?liwi?o dalsze intensywne badania nad kompresj? zarówno w urz?dzeniach zewn?trznych, jak i przez procesory komputerów. Prace zako?czy?y si? sukcesem w 1991 roku - powsta? standard ISO-MPEG (Motion Picture Expert Group). Po kilku miesi?cach opracowano jego kolejne sk?adowe. Warto zauwa?y?, ?e tak naprawd? idea standardu MPEG nie by?a nowa, bowiem MPEG-1 i MPEG-2 to tylko unowocze?nione standardy M-JPEG oraz H.261. Wewn?trz standardu MPEG-1 mo?emy wyró?ni? 3 pow?oki (MP3 - MPEG Layer 3), które bazuj? na tym samym algorytmie kodowania, ale maj? indywidualne modyfikacje. Pow?oka pierwsza jest najs?abiej skompresowana, jednak proces kodowania jest najszybszy i najmniej z?o?ony. Pow?oka trzecia natomiast jest najbardziej skompresowana, lecz jej proces enkodowania jest znacznie bardziej z?o?ony i czasoch?onny. Warto równie? zwróci? uwag? na to, ?e pomimo u?ywania tego samego algorytmu dekodery poszczególnych pow?ok nie s? kompatybilne. Pow?oka trzecia ma bardzo wysoki stopie? z?o?ono?ci i znajduje zastosowanie g?ównie tam, gdzie zasoby pami?ci s? ograniczone. Swój ogromny wspó?czynnik kompresji MPEG zawdzi?cza zjawisku zachodz?cemu w ludzkim uchu. Ludzkie ucho po otrzymaniu du?ej dawki energii o okre?lonej cz?stotliwo?ci staje si? nieczu?e na sygna?y wyst?puj?ce tu? przed i zaraz po d?wi?ku o silniejszym nat??eniu. Zjawisko to nazwano maskowaniem symultanicznym, inaczej cz?stotliwo?ciowym. Jednak?e algorytm SBC, który wykorzystuje to zjawisko, jest algorytmem stratnej kompresji, co oznacza, ?e przy dekodowaniu zakodowanego ?ród?a nie otrzymamy orygina?u. Mimo tego ludzki zmys? s?uchu nie wychwyci ró?nicy. Aby jednak nie zniech?ca? zainteresowanych, przedstawi? badanie przeprowadzone przez naukowców z Motion Picture Expert Group i Komitetu CCIR. S?uchaczom przedstawiono dwie próbki, orygina? i d?wi?k zakodowany, w ró?nej kolejno?ci. Badane osoby mia?y oceni? próbki w skali od jednego (znaczna ró?nica mi?dzy nimi) do pi?ciu (s? identyczne). Przy bitrate 64 kbps, MPEG Layer 2 (MP2) otrzyma? ?rednie wyniki 2,35 pkt, a Layer 3 - 3,7 pkt. W przypadku bitratu równego 128 kbps lub wi?kszego, ?rednia dla obu pow?ok wynios?a powy?ej 4,5, a zatem badani prawie nie wychwytywali ró?nicy mi?dzy orygina?em a skompresowan? próbk?. Proces kompresji algorytmu SBC jest bardzo z?o?ony i wymaga pot??nych mocy obliczeniowych. Jego dzia?anie w czasie rzeczywistym jest praktycznie niemo?liwe do osi?gni?cia, nawet na najbardziej wydajnych komputerach. Poniewa? jednak nie musi on przebiega? w czasie rzeczywistym, wi?c mo?e zosta? przeprowadzony na zwyk?ych komputerach osobistych. Proces kom-presji d?wi?ku odbywa si? ze ?redni? pr?dko?ci? 1:2 (44 100 Hz, 128 kbps, procesor: Pentium 200 MMX, 32 MB RAM), czyli enkodowanie minuty pliku muzycznego zajmie komputerowi ok. 2 minut. Warto jednak pami?ta?, ?e najwi?cej zale?y od procesora. Firmy Intel i AMD wypu?ci?y na rynek w 1999 roku procesory Katmai i K7, które zawieraj? dodatkowy koprocesor MPEG, s?u??cy tylko i wy??cznie do kompresji w tym standardzie. Dzi?ki nim mo?liwa sta?a si? równie? kompresja MPEG obrazu w warunkach domowych. Proces dekompresji algorytmu SBC jest o wiele mniej z?o?ony. Dlatego do ods?uchiwania plików MP3 mo?e by? wykorzystywany s?abszy komputer. Trzeba jednak pami?ta?, ?e na pececie z procesorem o cz?stotliwo?ci poni?ej 200 MHz nie b?dziemy mogli komfortowo pracowa? jednocze?nie na kilku aplikacjach. Obci??a to bowiem system, a muzyka mo?e nie by? odtwarzana p?ynnie. Do utworzenia w?asnej “empetrójki” potrzebne s? 2 programy: ripper i enkoder. Ripper umo?liwia zgranie utworów (?cie?ek audio) na dysk. Wbrew pozorom czas trwania operacji nie zale?y od szybko?ci nap?du CD-ROM. Wiele ripperów ma wbudowany enkoder, dzi?ki któremu mo?na bezpo?rednio kompresowa? utwory. Jednak?e lepszym rozwi?zaniem jest zgranie wybranych ?cie?ek na dysk, a dopiero pó?niej ich kodowanie. Dzi?ki temu mamy wi?ksze mo?liwo?ci wyboru kodeka, którego chcemy u?y?. Nast?pn? operacj? po zgraniu jest enkodowanie. G?ówne jej opcje to ustalenie pr?dko?ci bitowej (czyli jako?ci muzyki po zakodowaniu) oraz liczby kana?ów (mono, stereo, joint-stereo). Przy pr?dko?ci bitowej 128 kbps (kompresja 1:12) jako?? jest wystarczaj?ca dla przeci?tnego u?ytkownika, natomiast muzyka zakodowana przy 192 kbps (kompresja 1:8) jest ju? prawie nie do odró?nienia od p?yt CD. ( muzyczka zripowana z CDaudio zapisywana jest do wava, ktory to ma 1536kbps, stad, jak mp3 ma 128kbps to jest kompresja 1:12 1536/128=12 , w przypadku bitratu 192 kompresji 1:6 1536/192=8 ) Najlepszym rozwi?zaniem jest wi?c wybór bitratu mieszcz?cego si? w tych granicach. Nale?y te? pami?ta? o wyborze najw?a?ciwszego odtwarzacza, poniewa? playery odznaczaj? si? cz?sto bardzo du?ym obci??eniem procesora. |
