MP3
Lịch sử > Tiêu chuẩn

Năm 1991, chỉ có hai đề xuất có sẵn mà có thể được hoàn toàn đánh giá tiêu chuẩn cho một âm thanh MPEG: Musicam (Masking mô hình thích nghi Universal băng con tích hợp mã Và Multiplexing) và ASPEC (thích ứng quang phổ Perceptual Entropy Coding). Kỹ thuật Musicam, theo đề nghị của Philips (Hà Lan), CCETT (Pháp) và Institut für Rundfunktechnik (Đức) đã được lựa chọn do đơn giản và mạnh mẽ lỗi, cũng như điện năng thấp tính toán liên quan của nó với mã hóa chất lượng cao âm thanh nén [26] Các định dạng Musicam, dựa trên mã hóa băng tần phụ, là cơ sở của các định dạng nén MPEG Audio (tỷ lệ lấy mẫu, cấu trúc của khung hình, tiêu đề, số lượng mẫu cho mỗi frame).
Phần lớn của công nghệ và ý tưởng đã được đưa vào định nghĩa của ISO MPEG Audio Layer I và lớp II và ngân hàng các bộ lọc một mình vào lớp định dạng (MP3) III như là một phần của ngân hàng tính toán không hiệu quả lọc lai. Dưới sự chủ trì của giáo sư Musmann (Đại học Hannover), chỉnh sửa các tiêu chuẩn được thực hiện theo trách nhiệm của Leon van de Kerkhof (Layer I) và Gerhard Stoll (Layer II).
ASPEC là đề nghị của các phòng thí nghiệm AT & T Bell, Thomson Điện tử, Fraunhofer Society và CNET [27] Nó cung cấp hiệu quả mã hóa cao nhất.
Một nhóm công tác bao gồm Leon van de Kerkhof (Hà Lan), Gerhard Stoll (Đức), Leonardo Chiariglione (Italy), Yves-François Dehery (Pháp), Karlheinz Brandenburg (Đức) và James D. Johnston (USA) mất ý tưởng từ ASPEC, tích hợp các ngân hàng bộ lọc từ lớp 2, bổ sung thêm một số ý tưởng của mình và tạo ra MP3, được thiết kế để đạt được cùng một chất lượng tại 128 kbit / s như MP2 tại 192 kbit / s.
Tất cả các thuật toán cho âm thanh MPEG-1 lớp I, II và III đã được phê duyệt vào năm 1991 [8] [9] và hoàn tất vào năm 1992 [10] như là một phần của MPEG-1, bộ tiêu chuẩn đầu tiên MPEG, mà kết quả trong tiêu chuẩn quốc tế ISO / IEC 11.172-3 (hay còn gọi là MPEG-1 Audio hay MPEG-1 3), được xuất bản vào năm 1993. [5]
Tiếp tục làm việc trên MPEG audio [28] đã được hoàn thành vào năm 1994 như một phần của bộ ứng dụng thứ hai của tiêu chuẩn MPEG, MPEG-2, chính thức được gọi là tiêu chuẩn quốc tế ISO / IEC 13.818-3 (hay còn gọi là MPEG-2 Phần 3 hoặc tương thích ngược MPEG- 2 Audio MPEG-2 âm thanh BC [11]), ban đầu được xuất bản vào năm 1995 [6] [29] MPEG-2 Part 3 (ISO / IEC 13.818-3) xác định tỷ lệ bit thêm và tỷ lệ mẫu cho lớp âm thanh MPEG-1 I, II và III. Các tỷ lệ lấy mẫu mới chính xác là một nửa của những người ban đầu được xác định trong Audio-1 MPEG. Điều này giảm tỷ lệ lấy mẫu phục vụ để cắt âm tần có sẵn trong một nửa trong khi tương tự như vậy cắt giảm bitrate 50%. MPEG-2 Phần 3 cũng tăng cường âm thanh MPEG-1 của bằng cách cho phép mã hóa các chương trình âm thanh với hơn hai kênh, tăng tới 5,1 đa kênh. [28]
Một phần mở rộng bổ sung cho MPEG-2 được đặt tên là MPEG-2.5 âm thanh, như MPEG-3 đã có một ý nghĩa khác. Phần mở rộng này đã được phát triển tại Fraunhofer IIS, chủ sở hữu bằng sáng chế đăng ký MP3. Giống như MPEG-2, MPEG-2.5 cho biết thêm tỷ lệ lấy mẫu mới đúng một nửa mà trước đây có thể với MPEG-2. Do đó mở rộng phạm vi của MP3 để có bài phát biểu của con người và các ứng dụng khác đòi hỏi phải chỉ có 25% tái tạo tần số có thể với MPEG-1. Trong khi không phải một tiêu chuẩn ISO công nhận tiêu chuẩn, MPEG-2.5 được hỗ trợ bởi cả hai cầu thủ tên rẻ tiền và thương hiệu âm thanh kỹ thuật số cũng như phần mềm máy tính dựa trên bộ mã hóa và giải mã MP3. Một tỷ lệ mẫu so sánh giữa MPEG-1, 2 và 2,5 được tiếp tục xuống. [30] [31] MPEG-2.5 đã không được phát triển bởi MPEG và không bao giờ được chấp nhận như một tiêu chuẩn quốc tế. MPEG-2.5 là như vậy, một phần mở rộng không chính thức hoặc độc quyền sang định dạng MP3.
Lưu ý: Các tiêu chuẩn ISO ISO / IEC 11.172-3 (hay còn gọi là MPEG-1 Audio) xác định ba định dạng: MPEG-1 Audio Layer, Layer II và Layer III. Các tiêu chuẩn ISO ISO / IEC 13.818-3 (hay còn gọi là MPEG-2 Audio) được xác định phiên bản mở rộng của MPEG-1 Audio - MPEG-2 Audio Layer, Layer II và lớp III. MPEG-2 Audio (MPEG-2 Phần 3) không nên nhầm lẫn với MPEG-2 AAC (MPEG-2 Phần 7 - ISO / IEC 13.818-7). [11]
Nén hiệu quả của bộ mã hóa thường được định nghĩa bởi tỷ lệ bit, bởi vì tỉ lệ nén phụ thuộc vào độ sâu bit và tỷ lệ lấy mẫu của tín hiệu đầu vào. Tuy nhiên, tỷ lệ nén thường được xuất bản. Họ có thể sử dụng Compact Disc (CD) các thông số như tài liệu tham khảo (44,1 kHz, 2 kênh 16 bit cho mỗi kênh hoặc 2 × 16 bit), hoặc đôi khi Digital Audio Tape (DAT) SP các thông số (48 kHz, 2 × 16 bit). Tỷ lệ nén với tài liệu tham khảo thứ hai cao hơn, chứng tỏ vấn đề với việc sử dụng tỉ lệ nén hạn cho các bộ mã hóa lossy.
Karlheinz Brandenburg sử dụng ghi đĩa CD của bài hát "Tom Diner" để đánh giá và tinh chỉnh các thuật toán nén MP3 Suzanne Vega. Bài hát này được chọn vì tính chất gần như đơn âm và nội dung quang phổ rộng, làm cho nó dễ dàng hơn để nghe không hoàn hảo trong định dạng nén trong quá trình phát lại. Một số đùa tham khảo Suzanne Vega là "Người mẹ của MP3" [33] Một số trích đoạn âm thanh quan trọng hơn (glockenspiel, tam giác, accordion, vv) được lấy từ V3/SQAM EBU đĩa nhỏ gọn tài liệu tham khảo và đã được sử dụng bởi âm thanh chuyên nghiệp các kỹ sư để đánh giá chất lượng chủ quan của các định dạng âm thanh MPEG. Điều này theo dõi cụ thể có một tài sản thú vị trong hai kênh là gần như, nhưng không hoàn toàn giống nhau, dẫn đến một trường hợp mặt nạ Cấp gây ra khủng hoảng Binaural unmasking không gian của các đồ tạo tác tiếng ồn, trừ khi bộ mã hóa đúng cách nhận ra tình hình và áp dụng các điều chỉnh tương tự như những người chi tiết trong mô hình MPEG-2 psychoacoustic AAC.