In was wird das mp3 dekodiert?
1. Einführung in MP3:
Der vollständige Name von MP3 lautet MPEG 1 Audio Layer 3, dessen MPEG-Standards (Moving Picture Experts Group) Video- und Audiostandards umfassen.
, von denen die Audiostandards MPEG-1, MPEG-2, MPEG-2 AAC und MPEG-4 formuliert wurden.
MPEG-1- und MPEG-2-Standards verwenden dieselbe Familie von Audio-Codecs: Layer 1, Layer 2, Layer 3. Sie wird nach Komprimierungsqualität unterteilt
und die Komplexität der Codierung, entsprechend MP1, MP2, MP3, drei Arten von Sounddateien und verwendet unterschiedliche Ebenen
Codierung für verschiedene Zwecke. Je höher die Stufe der MPEG-Audiocodierung, desto komplexer der Encoder und desto höher die Komprimierungsrate.
Ein neues Merkmal von MPEG-2 ist die Verwendung einer Erweiterung mit niedriger Abtastrate, um den Datendurchsatz zu reduzieren, und ein weiteres Merkmal ist die Mehrkanalerweiterung. , was die Anzahl der Hauptkanäle auf 5 erhöht .
Alle drei Ebenen von MPEG Audio Layer 1, Layer 2 und Layer 3 verwenden die gleiche Filterbank, Bitstream-Struktur und Header-Informationen, und die Abtastrate ist gleich
32 KHz, 44,1 KHz, 48 KHz
Schicht 1 ist für DCC (Digital Compact Cassette)-komprimiertes digitales Band, 384-kbps-Datenstrom ausgelegt; Kompressionsverhältnis 4:1;
Layer-2-Kompromisse zwischen Komplexität und Leistung, der Datendurchsatz fällt auf 256 kbps-192 kbps; Kompressionsverhältnis 6:1-8:1;
Layer 3 ist von Anfang an auf geringen Datenverkehr ausgelegt, der Datenverkehr beträgt 128kbps-112kbps und das Komprimierungsverhältnis liegt bei 10:1-12:1;
Layer 3 fügt die MDCT-Transformation hinzu, wodurch seine Frequenzauflösung das 18-fache der von Layer 2 beträgt. Layer 3 verwendet ebenfalls
Entropiecodierung, die MPEG-Video ähnelt, um redundante Informationen zu reduzieren. Die überwiegende Mehrheit der MP3s verwendet den MPEG-1-Standard.
Die MP3-Audioqualität hängt von der Bitrate und Abtastrate sowie von der Qualität des Encoders ab. Typische MP3-Geschwindigkeiten liegen zwischen
128 und 320 kb pro Sekunde (Problem hier). Die Abtastrate hat auch drei Frequenzen: 32, 44,1 und 48 kHz.Am häufigsten wird die verwendet
CD-Abtastrate: 44,1 kHz. Der häufig verwendete Encoder ist LAME, der vollständig dem LGPL-MP3-Encoder folgt und eine gute Geschwindigkeit und Klangqualität aufweist.
MP3 verwendet ein verlustbehaftetes Komprimierungsverfahren für Audiosignale. Um den Grad der Klangverzerrung zu reduzieren, verwendet MP3 die “sensorische Codierungstechnologie”, d.h.
verwirft für das menschliche Ohr unwichtige Daten bei der Pulscodemodulation (PCM) Audiodaten Höhere Komprimierungsrate, d. h. die Datei
audio , und dann wird der Rauschpegel mit einem Filter herausgefiltert, und dann wird jedes verbleibende Bit verteilt und durch Quantisierung organisiert, und schließlich
.MP3-Dateien werden mit einem höheren Komprimierungsverhältnis gebildet, sodass komprimierte Dateien während der Wiedergabe Klangeffekte erzielen können, die näher an der ursprünglichen Klangquelle liegen.
3. MP3-Kodierungs- und Dekodierungsprozess
Die MP3-Audiokomprimierung besteht aus zwei Teilen: Codierung und Decodierung. Die Kodierung wandelt die Daten in einer WAV-Datei in einen stark komprimierten Bitstream um, und die Dekodierung nimmt den Bitstream und rekonstruiert ihn in eine WAV-Datei. MP3 verwendet wahrnehmungsbezogene Audiocodierung (Perceptual Audio Coding) diesen Verzerrungsalgorithmus. Der Frequenzbereich des vom menschlichen Ohr wahrgenommenen Schalls beträgt 20 Hz bis 20 kHz. MP3 schneidet viele redundante Signale und irrelevante Signale heraus. Der Encoder transformiert den Originalton durch eine gemischte Filterbank in den Frequenzbereich und verwendet ein psychoakustisches Modell. um abzuschätzen, dass es nur der wahrgenommene Rauschpegel sein kann, wird quantisiert und in Huffman-Codierung umgewandelt, um einen MP3-Bitstrom zu bilden. Der Decoder ist viel einfacher, seine Aufgabe besteht darin, das Tonsignal aus den codierten Spektrallinienkomponenten durch inverse Quantisierung und inverse Transformation zu extrahieren.
Die MP3-Decodierung kann im Allgemeinen in 9 Prozesse unterteilt werden: Bitstromanalyse, Huffman-Codierung, inverse Quantisierungsverarbeitung, Stereoverarbeitung, spektrale Neuordnung, Anti-Aliasing-Verarbeitung, IMDCT-Transformation, Teilbandsynthese, PCM-Ausgabe.
Beschreiben Sie kurz den MP3-Komprimierungsprozess: Ton ist ein analoges Signal, und Ton wird abgetastet, quantisiert und codiert, um PCM-Daten zu erhalten.