MP3技術(shù)淺釋
MP3的算法是很復(fù)雜的,在這里,我們將對MP3的算法進行一些深入淺出的解釋和說明。
概述
MP3其實并不是什么新技術(shù)。它實際上就是一種音頻壓縮技術(shù)。而這種音頻壓縮技術(shù)早就在VCD中已經(jīng)采用了。也就是MPEG-1的音頻壓縮技術(shù)。只不過現(xiàn)在把這種技術(shù)單獨拿出來應(yīng)用到音樂唱盤中去。但是為什么它會引起這么大的轟動呢？
在80年代初期,當(dāng)時還廣泛流行著密紋唱片,發(fā)明了CD唱盤。CD是Com-pactDisk的縮寫。意思是輕便的碟片。CD唱盤相對于密紋唱片在技術(shù)上是一大進步。它第一次把高密度的激光存儲技術(shù)應(yīng)用到消費類電子產(chǎn)品中去。相對于原來的機械式密紋唱片,它帶來了很多優(yōu)點：音質(zhì)好、體積小、重量輕、便于攜帶。相對于磁帶錄音機來說,它沒有直接的機械接觸,因而噪聲低,不會磨損,使用壽命和保存時間提高很多。尤其重要的是,它第一次用數(shù)字技術(shù)代替了模擬技術(shù),這為今后MP3的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
到80年代中期,CD唱盤的技術(shù)日益成熟,但是售價還比較貴。經(jīng)過了將近10年的發(fā)展,CD唱盤現(xiàn)在已經(jīng)完全取代了密紋唱片,也在很大程度上取代了錄音機。它幾乎已經(jīng)深入到了每一個家庭。在汽車音響中也成為了標(biāo)準(zhǔn)裝備�？磥碚嫦笠锶f代的存在下去。就在這個時候,出現(xiàn)了MP3。
MP3的光碟從外表上來看和普通CD完全一樣,音質(zhì)也不比CD差,但是它所需的存儲容量卻比CD小了將近10倍。這完全靠了數(shù)字壓縮技術(shù)才能實現(xiàn)。
音頻信號的數(shù)字化
普通的CD雖然采用了數(shù)字技術(shù),但是它只是簡單地把模擬信號加以數(shù)字化。為了把模擬信號數(shù)字化,首先要對模擬信號進行采樣。根據(jù)Nyquest采樣定律,通常其采樣頻率至少是信號中的最高頻率分量的兩倍。對于高質(zhì)量的音頻信號,其頻率范圍是從20Hz-20kHz。所以其采樣頻率必須在40kHz以上。在CD中采用了44.1kHz的采樣頻率。在對模擬信號采樣以后,還必須對其幅度上加以分層。在CD中,其分層以后的幅度信號用16比特的二進制信號來表示,也就是把模擬的音頻信號在幅度上分為65,536層。這樣,它的動態(tài)范圍就可以達(dá)到96分貝(6分貝/比特)。這種直接模數(shù)(A/D)變換的方法也稱為PCM編碼。直接數(shù)字化的最大缺點是比特率非常高。達(dá)到44.1x16=705.6kBbps,或即88.2kBbps。比特率高就意味著要求的存儲容量很大。要記錄1分鐘的音樂,就需要5.292MB的存儲容量。對于兩路立體聲,就需要10.584MB。而要記錄幾十分鐘的音樂就需要幾百兆的存
