Was ist MP3?


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Was ist MP3?

MP3

“MP3” wird häufig in Audioplayern verwendet. Der offizielle Name ist “MPEG-1 Audio Layer III”, das Audioformat für MPEG-1. Das MP3-Format selbst wird parallel zu MPEG als Videoformat standardisiert und wird 1992 als “ISO / IEC IS 11172-3 (MPEG-1 Audio)” standardisiert.

MP3

Danach werden MP3s “wie besehen” unter Enthusiasten verteilt, aber dies war kein großer Fortschritt seit der Einführung des tragbaren “mpman” -Audioplayers, der 1998 von SAEHAN International in Südkorea auf den Markt gebracht wurde. Durch die Kombination dieses Players, der Musikdaten über das Internet herunterladen und abspielen kann, mit Napster, das 1999 erschien, der Szene der tragbaren Audioplayer, die früher Kassetten, CDs, MDs usw. es wird sich komplett ändern.

MP3s können auch die Originaldaten auf weniger als ein Zehntel reduzieren. Zum Beispiel ist es möglich geworden, eine einstündige Musik-CD auf etwa 40 MB zu komprimieren, und mit Napster usw. haben wir einen neuen Bedarf für die gemeinsame Nutzung von Musik zwischen Benutzern geschaffen. Danach bleiben MP3s trotz diverser “RIAA (Recording Industry Association of America)”-Verfahren und des Aufkommens von Nachfolgeformaten vieler Hersteller ein weit verbreitetes Audio. Es wird immer noch als Format verwendet.

■ MPEG

Um das Funktionsprinzip von MP3 zu verstehen, erklären wir uns zunächst “MPEG Audio” selbst. Ein Merkmal von MPEG Audio ist, dass es die Hörpsychologie, die untere Hörgrenze des Hörens und den Maskierungseffekt verwendet.

Beginnen wir mit dieser minimalen hörbaren Grenze. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass Menschen Töne im Bereich von 20 Hz bis 20 kHz hören können. Natürlich ist dies ein durchschnittlicher Wert, und einige Leute können einen größeren Bereich hören, während andere nur einen engeren Bereich hören, aber diesmal lasse ich ihn fallen.

Wenn Sie also einen Ton im Bereich von 20 Hz bis 20 KHz hören können, ist dies nicht der Fall. Die untere hörbare Grenzkurve ist in Fig. 1 gezeigt, und es ist möglich, sogar einen ziemlich leisen Ton um 2 kHz zu hören, aber bei Frequenzen darüber oder darunter hört man, dass er nicht besonders laut ist. .

Vielleicht haben Sie schon einmal den Begriff “Lautstärkekurve” gehört, die in Abbildung 1 gezeigte Kurve. Daher hat das menschliche Ohr, selbst wenn es eine Schallquelle gibt, die in einem weiten Bereich von Bässen bis Höhen tönt (Abb. 2), die charakteristisch, dass es nur mit hängenden Enden zu hören ist (Abb. 3). Indem man sich dies zunutze macht und alle unhörbaren Frequenzdaten weglässt, wird ein hohes Maß an Komprimierung ermöglicht.

Maskierungseffekt

Der Maskierungseffekt ist ein weiteres Phänomen. Wenn beispielsweise ein sehr lauter Ton mit einer bestimmten Frequenz erzeugt wird, wird davor und danach ein bestimmter Bereich namens “Critical Band” erstellt. Und Sie werden keinen der anderen Sounds dieser kritischen Band hören.

Wenn Ton A erzeugt wird, ist der abfallende Bereich, der sich bis zu den Vorher- und Nachher-Frequenzen erstreckt, das kritische Band. Ich kann den Teil des B-Sounds, der aus dem Critical Band herausragt, problemlos hören, aber ich kann den C-Sound nicht hören, der vollständig in das Critical Band passt.

Bei MPEG Audio wird die Komprimierungseffizienz weiter verbessert, indem Tondaten weggelassen werden, die aufgrund dieses kritischen Bands wie zuvor nicht gehört werden können. Der Maskierungseffekt selbst wirkt übrigens nicht nur in Richtung der Frequenz, sondern auch in Richtung der Zeitachse. Mit anderen Worten, nicht nur unmittelbar nachdem ein lauter Ton erzeugt wird, sondern auch kurz davor, können Sie aus irgendeinem Grund keinen kleinen Ton hören. Dies wird als temporärer Maskierungseffekt bezeichnet, aber in Abbildung 5 werden Ton B und Ton C unhörbar. Dies ist auch für die Datenkomprimierung wirksam.


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MP3, das Sternformat, die Gründe

MP3, das Sternformat, die Gründe

MP3

Eine weitere interessante Eigenschaft des Hörens ist, dass je niedriger die Lautstärke, desto niedriger die Auflösung, desto weniger Geräusche wahrgenommen werden. Wenn die Lautstärke verringert wird, werden die hohen Frequenzen besser wahrgenommen, wenn die Lautstärke erhöht wird, werden die niedrigen Frequenzen wahrgenommen. Und sie ergänzen sich nicht, sondern ersetzen sich.

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Eine Person nimmt einige Geräusche nicht wahr und konzentriert sich auf andere. Achten Sie darauf: Ein Instrument oder eine Stimme ist normalerweise klar und bewusst hörbar. Alles andere wird zum Hintergrund oder zu einer einzigen Melodie. Und egal worauf wir uns in der Komposition konzentrieren, wir können die Anzahl der wahrgenommenen Grundgeräusche nicht erhöhen.

So erstellen Sie die MP3

Alle diese Daten aus experimentellen Studien werden gesammelt und in Form eines idealen Modells des menschlichen Gehörs präsentiert. Der MP3-Standard konzentriert sich darauf.

Alles, was eine Person nicht eindeutig hört, wird sofort abgeschnitten. Die Nachbearbeitung verschlechtert den Klang gemäß dem Verständnis dieses Modells.

Dank der großartigen Arbeit bewerten moderne psychoakustische Modelle das menschliche Gehör genau und stehen nicht still.

Trotz der Zusicherungen von Musikliebhabern, Musikern und Audiophilen gegenüber dem unerfahrenen Mittelohr weist MP3 von höchster Qualität fast extreme Parameter auf.

Es gibt Ausnahmen, sie können nicht aufhören zu existieren. Aber sie werden durch blindes Zuhören nicht immer leicht bemerkt. Und sie leiten sich nicht mehr von den Hörmechanismen ab, sondern von den Algorithmen zur Verarbeitung von Schallinformationen im Gehirn.

Und hier spielen nur persönliche Faktoren eine Rolle. All dies erklärt, warum wir verschiedene Kopfhörermodelle lieben und warum die numerischen Eigenschaften des Audios die Klangqualität nicht eindeutig bestimmen können.

MP3 passt zu allem: analoge Qualität

Das Beharren von Audiophilen auf wählerischen FLACs ist einen weiteren ernsthaften Blick wert. Die meisten analogen Aufnahmen enthalten nicht genügend Informationen für verlustfreie Formate.

Alle CDs werden mit einer Abtastrate von 44,1 kHz und einer 16-Bit-Quantisierung aufgenommen. Woher kommen 192 kHz und 24/32 Bit, die beim Codieren in FLAC verwendet werden? Sie sind nicht, das ist eine Puppe!

Sie werden einwenden, dass diese Parameter für analogen Sound höher sind … Aber für eine Audiokassette und ein Magnetband (es sei denn, es handelt sich natürlich um ein japanisches Masterband) sind die Eigenschaften einer Audio-CD NICHT AKZEPTIERBAR. Bei herkömmlichen Studiogeräten ist die Möglichkeit, analogen Ton entsprechend AudioCD aufzunehmen, relativ neu.

Daher ist es nicht sinnvoll, Aufnahmen aus dem vordigitalen Zeitalter in frenetischer Qualität zu digitalisieren, insbesondere solche, die auf magnetischen Medien erstellt wurden. Sie enthalten nicht diese Spektren und die Menge an Informationen, die Container ohne Komprimierung speichern können.

Alles passt in MP3: digital

Genau genommen ist das Bild bei den meisten digitalen Aufnahmen das gleiche. In den 90er Jahren und später erschienen billige Kunststoff-Boomboxen. Die Toningenieure mussten sich auf allen Geräten um den gleichmäßigen Klang kümmern: Der Dynamikbereich der Aufnahmen wurde auf 10-12 Bit reduziert.

Noch ein Punkt. Bis vor kurzem hat niemand in einem sehr hochwertigen Studio aufgenommen. Weil es schwierig ist, gleichzeitig mit mehreren Dutzend Audiospuren mit hoher Aufnahmequalität zu arbeiten, und manchmal einfach nicht genügend personelle und technische Ressourcen vorhanden sind.

Warum MP3 für Sie genug ist, aber verlustfrei ist nicht notwendig

Warum MP3 für Sie genug ist, aber verlustfrei ist nicht notwendig

Mp3

Hast du das Gewächshaus fertiggestellt? Damit Sie nicht verlieren müssen, hören Sie sich hochwertige MP3-Dateien an.

MP3

Sehr oft gibt es Leute, die komprimierte Formate grundsätzlich verachten. Sie sollten sich nicht von Ihrer Meinung leiten lassen. Die folgenden Mods, die im Studio mit einer Wahrscheinlichkeit von 90% den Unterschied zwischen komprimiertem und unkomprimiertem Audio nicht hören.

Was ist mp3?

Bei MP3 geht es nicht nur um Schnittqualität. Es wurde von der Fraunchhofer-Gesellschaft entwickelt, einem Verband angewandter Forschungsinstitute in Deutschland. Später kamen sie auf AAC, das das wichtigste komprimierte Audioformat werden könnte … Aber es funktionierte nicht.

Wussten Sie, dass MP3 mit variabler (VBR) und konstanter (CBR) Bitrate geliefert wird? Die konstante Bitrate wird aufgrund der Funktionsweise des Algorithmus jedes Mal als erste codiert. Daher kann es zu ungleichmäßiger Qualität kommen, was bedeutet, dass nicht alle Töne in dieser Situation in hoher Qualität aufgenommen werden.

Da es MP3 schon lange gibt, gibt es viele Einschränkungen. Die Bitbreite beträgt 16-24 Bit. Die Abtastrate wird durch die folgenden Optionen dargestellt: 8; 11.025; 12; Sechszehn; 22.05; 24; 32; 44,1; 48. Die maximale Bitrate überschreitet 320 kbps nicht. Die maximale Anzahl von Kanälen beträgt 2. Aber wir reden immer noch über Musik, wir müssen immer noch nach Mehrkanalaufnahmen suchen.
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Nun wollen wir sehen, wie MP3 codiert ist. Die Abbildung zeigt die Zeit-Frequenz-Verteilung des Tons. Gleiche Aufnahme: Audio-CD, OGG-Datei, MP3 gut codiert. Was wir beobachten ist, dass die Stücke rechts und links fast vollständig zusammenfallen. Dies bedeutet, dass die MP3-Datei fast genauso klingt wie die ursprüngliche CD-Aufnahme.

Das menschliche Gehör und seine Grenzen – Psychoakustik

Tatsache ist, dass die Hauptaufgabe der Fraunchhofer-Gesellschaft die Entwicklung psychoakustischer Modelle der menschlichen Klangwahrnehmung ist. Und hier sind viele Feinheiten. Die Hauptsache ist, dass wir keine Delfine sind.

Zweitens gibt es bestimmte Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl der gleichzeitig wahrgenommenen Geräusche. Eine Person kann nicht mehr als 250 Töne aus 24 Bereichen gleichzeitig hören (außerdem ist die Anzahl der gleichzeitigen Töne in dem Bereich auch recht gering).

Drittens beträgt der hörbare Bereich 16 Hz bis 20 kHz und wird im Alter von 60 Jahren um fast die Hälfte reduziert. Idealerweise und während des Trainings (ja, du musst es trainieren!).

Alle Frequenzen unter 100 Hz werden nicht von den Hörzellen wahrgenommen, sondern … von der Haut. Dann werden die tiefen Wellen im Gehörgang reflektiert; Diese Wellen werden als Infrabass wahrgenommen. (Dies ist aus dem Bereich der Knochenleitung).
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Auch die Anzahl der Zellen, die Schallwellen registrieren, ist für jede unterschiedlich. Aber was ist da? Für jede Person ist ihre Anzahl im rechten und linken Ohr unterschiedlich.

Übrigens ist die Wahrnehmung jedes Ohrs unterschiedlich. Wechseln Sie die Kanäle Ihres Lieblingssongs – erhalten Sie einen neuen Sound.

Wenn Sie tiefer graben, stellt sich heraus, dass jede Schallfrequenz nur bei einer bestimmten Lautstärke wahrgenommen wird. Wenn es erreicht ist, wird die Stille durch ein scharfes und ganz anderes Geräusch ersetzt. Danach kann eine Person einen niedrigeren Ton dieser Frequenz hören.