用來播放MP3格式音樂(現在可以兼容wma,wav等格式)的壹種便攜式的播放器.便攜式MP3播放器最初由韓國人文光洙和黃鼎夏(Moon & Hwang)於1997年發明,並申請了相關專利.
MP3格式技術發展詳解
2.MP3作為壹種音樂格式
MPEG-1 Audio Layer 3,經常稱為MP3,是當今較流行的壹種數字音頻編碼和有損壓縮格式,它設計用來大幅度地降低音頻數據量,而對於大多數用戶來說重放的音質與最初的不壓縮音頻相比沒有明顯的下降。它是在1991年由位於德國埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的壹組工程師發明和標準化的。
MPEG-1 Audio Layer 3,經常稱為MP3,是當今較流行的壹種數字音頻編碼和有損壓縮格式,它設計用來大幅度地降低音頻數據量,而對於大多數用戶來說重放的音質與最初的不壓縮音頻相比沒有明顯的下降。它是在1991年由位於德國埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的壹組工程師發明和標準化的。
概觀
MP3是壹個數據壓縮格式。它丟棄掉脈沖編碼調制(PCM)音頻數據中對人類聽覺不重要的數據(類似於JPEG是壹個有損圖像壓縮),從而達到了小得多的文件大小。
在MP3中使用了許多技術其中包括心理聲學以確定音頻的哪壹部分可以丟棄。MP3音頻可以按照不同的位速進行壓縮,提供了在數據大小和聲音質量之間進行權衡的壹個範圍。
MP3格式使用了混合的轉換機制將時域信號轉換成頻域信號:
* 32波段多相積分濾波器(PQF)
* 36或者12 tap 改良離散余弦濾波器(MDCT);每個子波段大小可以在0...1和2...31之間獨立選擇
* 混疊衰減後處理
根據MPEG規範的說法,MPEG-4中的AAC(Advanced audio coding)將是MP3格式的下壹代,盡管有許多創造和推廣其他格式的重要努力。然而,由於MP3的空前的流行,任何其他格式的成功在目前來說都是不太可能的。MP3不僅有廣泛的用戶端軟件支持,也有很多的硬件支持比如便攜式媒體播放器(指MP3播放器)DVD和CD播放器。
發展
MPEG-1 Audio Layer 2編碼開始時是德國Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt(後來稱為Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, 德國太空中心)Egon Meier-Engelen管理的數字音頻廣播(DAB)項目。這個項目是歐盟作為EUREKA研究項目資助的,它的名字通常稱為EU-147。EU-147 的研究期間是1987年到1994年。
到了1991年,就已經出現了兩個提案:Musicam(稱為Layer 2)和ASPEC(自適應頻譜感知熵編碼)。荷蘭飛利浦公司、法國CCETT和德國Institut für Rundfunktechnik提出的Musicam方法由於它的簡單、出錯時的健壯性以及在高質量壓縮時較少的計算量而被選中。基於子帶編碼的Musicam 格式是確定MPEG音頻壓縮格式(采樣率、幀結構、數據頭、每幀采樣點)的壹個關鍵因素。這項技術和它的設計思路完全融合到了ISO MPEG Audio Layer I、II 以及後來的Layer III(MP3)格式的定義中。在Mussmann教授(University of Hannover)的主持下,標準的制定由Leon van de Kerkhof(Layer I)和Gerhard Stoll(Layer II)完成。
壹個由荷蘭Leon Van de Kerkhof、德國Gerhard Stoll、法國Yves-Fran?ois Dehery和德國Karlheinz Brandenburg 組成的工作小組吸收了Musicam和ASPEC的設計思想,並添加了他們自己的設計思想從而開發出了MP3,MP3能夠在128kbit/s達到MP2 192kbit/s 音質。
所有這些算法最終都在1992年成為了MPEG的第壹個標準組MPEG-1的壹部分,並且生成了1993年公布的國際標準ISO/IEC 11172-3。MPEG音頻上的更進壹步的工作最終成為了1994年制定的第二個MPEG標準組MPEG-2標準的壹部分,這個標準正式的稱呼是1995年首次公布的ISO/IEC 13818-3。
編碼器的壓縮效率通常由位速定義,因為壓縮率依賴於位數(:en:bit depth)和輸入信號的采樣率。然而,經常有產品使用CD參數(44.1kHz、兩個通道、每通道16位或者稱為2x16位)作為壓縮率參考,使用這個參考的壓縮率通常較高,這也說明了壓縮率對於有損壓縮存在的問題。
Karlheinz Brandenburg使用CD介質的Suzanne Vega的歌曲Tom’s Diner來評價MP3壓縮算法。使用這首歌是因為這首歌的柔和、簡單旋律使得在回放時更容易聽到壓縮格式中的缺陷。壹些人開玩笑地將Suzanne Vega稱為“MP3之母”。來自於EBU V3/SQAM參考CD的更多壹些嚴肅和critical 音頻選段(glockenspiel, triangle, accordion, ...)被專業音頻工程師用來評價MPEG音頻格式的主觀感受質量。
MP3走向大眾
為了生成位兼容的MPEG Audio文件(Layer 1、Layer 2、Layer 3),ISO MPEG Audio委員會成員用C語言開發的壹個稱為ISO 11172-5的參考模擬軟件。在壹些非實時操作系統上它能夠演示第壹款壓縮音頻基於DSP的實時硬件解碼。壹些其它的MPEG Audio實時開發出來用於面向消費接收機和機頂盒的數字廣播(無線電DAB和電視DVB)。
後來,1994年7月7日Fraunhofer-Gesellschaft發布了第壹個稱為l3enc的MP3編碼器。
Fraunhofer開發組在1995年7月14日選定擴展名.mp3(以前擴展名是.bit)。使用第壹款實時軟件MP3播放器Winplay3(1995年9月9日發布)許多人能夠在自己的個人電腦上編碼和回放MP3文件。由於當時的硬盤相對較小(如500MB),這項技術對於在計算機上存儲娛樂音樂來說是至關重要的。
MP2、MP3與因特網
1993年10月,MP2(MPEG-1 Audio Layer 2)文件在因特網上出現,它們經常使用Xing MPEG Audio Player播放,後來又出現了Tobias Bading為Unix開發的MAPlay。MAPlay於199年2月22日首次發布,現在已經移植到微軟視窗平臺上。
剛開始僅有的MP2編碼器產品是Xing Encoder和CDDA2WAV,CDDA2WAV是壹個將CD音軌轉換成WAV格式的CD抓取器。
Internet Underground Music Archive(IUMA)通常被認為是在線音樂革命的鼻祖,IUMA是因特網上第壹個高保真音樂網站,在MP3和網絡流行之前它有數千首授權的MP2錄音。
從1995年上半年開始直到整個九十年代後期,MP3開始在因特網上蓬勃發展。MP3的流行主要得益於如Nullsoft於1997年發布的Winamp和Napster於1999年發布的Napster這樣的公司和軟件包的成功,並且它們相互促進發展。這些程序使得普通用戶很容易地播放、制作、***享和收集MP3文件。
關於MP3文件的點對點技術文件***享的爭論在最近幾年迅速蔓延—這主要是由於壓縮使得文件***享成為可能,未經壓縮的文件過於龐大難於***享。由於MP3文件通過因特網大量傳播壹些主要唱片廠商通過法律起訴Napster來保護它們的版權(參見知識產權)。
如iTunes Music Store這樣的商業在線音樂發行服務通常選擇其它或者專有的支持數字版權管理(DRM)的音樂文件格式以控制和限制數字音樂的使用。支持DRM的格式的使用是為了防止受版權保護的素材免被侵犯版權,但是大多數的保護機制都能被壹些方法破解。這些方法能夠被計算機高手用來生成能夠自由復制的解鎖文件。壹個顯著的例外是微軟公司的Windows Media Audio 10格式,目前它還沒有被破解。如果希望得到壹個壓縮的音頻文件,這個錄制的音頻流必須進行壓縮並且帶來音質的降低。