Se il bit rate è troppo basso, che cosa può essere udibile nella riproduzione?
doc-10401
Con un bit rate troppo basso, gli artefatti di compressione (cioè i suoni che non erano presenti nella registrazione originale) possono essere udibili durante la riproduzione. L' audio è difficile da comprimere a causa della sua casualità e dei suoi attacchi acuti. Quando questo tipo di audio è compresso, di solito si sentono artefatti come suonerie o pre-eco. Un campione di applausi compresso con un bit rate relativamente basso fornisce un buon esempio di artefatti di compressione.
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doc-10370
L' uso di compressione lossy è stato progettato per ridurre notevolmente la quantità di dati necessari per rappresentare la registrazione audio e ancora suonare come una riproduzione fedele dell' audio originale non compresso per la maggior parte degli ascoltatori. Un file MP3 creato utilizzando l' impostazione di 128 kbit/s risulterà in un file di circa 1/11 della dimensione del file CD creato dalla sorgente audio originale (44.100 campioni al secondo × 16 bit per campione? × 2 canali = 1.411.200 bit/s; MP3 compresso a 128 kbit/s: 128.000 bit/s[1 k = 1.000, non 1024, perché è un bit rate). Rapporto: 1,411,200/128,000 = 11,025). Un file MP3 può anche essere costruito a velocità di trasmissione superiori o inferiori, con una qualità superiore o inferiore.
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doc-10403
Il tipo più semplice di file MP3 utilizza un bit rate per l' intero file: questo è noto come costante bit rate (CBR) codifica. L' utilizzo di un bit rate costante rende la codifica più semplice e veloce. Tuttavia, è anche possibile creare file in cui il bit rate cambia in tutto il file. Questi file sono noti come file VBR (Variable Bit Rate). L' idea alla base di questo è che, in qualsiasi pezzo audio, alcune parti saranno molto più facili da comprimere, come il silenzio o la musica che contiene solo pochi strumenti, mentre altre saranno più difficili da comprimere. Quindi, la qualità complessiva del file può essere aumentata utilizzando un bit rate inferiore per i passaggi meno complessi e uno superiore per le parti più complesse. Con alcuni encoder, è possibile specificare una determinata qualità e l' encoder varierà di conseguenza il bit rate. Gli utenti che conoscono una particolare "impostazione di qualità" che è trasparente per le loro orecchie possono utilizzare questo valore durante la codifica di tutta la loro musica, e in generale non è necessario preoccuparsi di eseguire test di ascolto personale su ogni pezzo di musica per determinare il bit rate corretto.
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doc-10400
Quando si esegue la codifica audio lossy, come la creazione di un file MP3, c' è un compromesso tra la quantità di spazio utilizzato e la qualità del suono del risultato. Tipicamente, il creatore è autorizzato a impostare un bit rate, che specifica quanti kilobits il file può utilizzare per secondo di audio. Più alto è il bit rate, più grande sarà il file compresso e, in generale, più si avvicina al file originale.
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doc-10411
I primi encoder MPEG Layer III utilizzavano quello che ora viene chiamato costantemente bit rate (CBR). Il software è stato in grado di utilizzare solo un bitrate uniforme su tutti i fotogrammi di un file MP3. Più tardi più sofisticati codificatori MP3 sono stati in grado di utilizzare il serbatoio di bit per mirare a un bit rate medio selezionando il tasso di codifica per ogni fotogramma in base alla complessità del suono in quella parte della registrazione.
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doc-10407
Nello standard MPEG-1 Audio Layer III sono specificate diverse velocità di trasmissione: 32,40,48,56,64,64,80,96,112,112,128,160,192,192,224,256 e 320 kbit/s, con frequenze di campionamento disponibili di 32,44,1 e 48 kHz. MPEG-2 Audio Layer III consente bit rate di 8,16,24,32,40,48,56,64,64,80,96,112,128,144,160 kbit/s con frequenze di campionamento di 16,22,05 e 24 kHz. MPEG-2.5 Audio Layer III è limitato ai bit rate di 8,16,24,32,40,40,48,56 e 64 kbit/s con frequenze di campionamento di 8,11,025 e 12 kHz.
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doc-10402
Oltre al bit rate di un pezzo audio codificato, la qualità dei file MP3 dipende anche dalla qualità dell' encoder stesso e dalla difficoltà di codificare il segnale. Poiché lo standard MP3 consente un po' di libertà con gli algoritmi di codifica, encoder diversi possono avere una qualità piuttosto diversa, anche con bit rate identici. Ad esempio, in un test di ascolto pubblico con due diversi codificatori MP3 a circa 128 kbit/s, uno ha ottenuto un punteggio di 3,66 su scala 1-5, mentre l' altro ha ottenuto solo 2,22.
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doc-10385
L' efficienza di compressione degli encoder è tipicamente definita dal bit rate, perché il rapporto di compressione dipende dalla profondità di bit e dalla frequenza di campionamento del segnale d' ingresso. Tuttavia, i rapporti di compressione sono spesso pubblicati. Possono utilizzare i parametri Compact Disc (CD) come riferimenti (44.1 kHz, 2 canali a 16 bit per canale o 2×16 bit), o talvolta i parametri SP Digital Audio Tape (DAT) (48 kHz, 2×16 bit). I rapporti di compressione con quest' ultimo riferimento sono più elevati, il che dimostra il problema con l' uso del termine rapporto di compressione per gli encoder perdenti.
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doc-9001
Il suono può essere memorizzato in formato analogico o digitale e in una varietà di formati audio surround; i dischi NTSC possono contenere due tracce audio analogiche, più due tracce audio digitali PCM non compresse (EFM, CIRC, sample rate a 16 bit e 44,056 kHz). I dischi PAL potevano portare una coppia di tracce audio, analogiche o digitali e le tracce digitali su un disco PAL erano a 16 bit 44,1 kHz come su un CD; nel Regno Unito, il termine "LaserVision" è usato per riferirsi a dischi con suono analogico, mentre "LaserDisc" è usato per quelli con audio digitale. Il segnale audio digitale in entrambi i formati è codificato EFM come nel CD. Dolby Digital (chiamato anche AC-3) e DTS - che ora sono comuni sui titoli DVD - la prima volta è diventato disponibile su LaserDisc, e Star Wars: Episode I - The Phantom Menace (1999) che è stato rilasciato su LaserDisc in Giappone, è tra le prime uscite home video mai includere 6,1 canali Dolby Digital EX Surround. A differenza dei DVD, che trasportano l' audio Dolby Digital in formato digitale, i LaserDiscs memorizzano il Dolby Digital in una forma modulata in frequenza all' interno di una traccia normalmente utilizzata per l' audio analogico. L' estrazione di Dolby Digital da un LaserDisc richiedeva un lettore dotato di una speciale uscita "AC-3 RF" e di un demodulatore esterno oltre ad un decoder AC-3. Il demodulatore era necessario per convertire le informazioni modulate a 2,88 MHz AC-3 sul disco in un segnale da 384 kbit/s che il decoder poteva gestire. L' audio DTS, se disponibile su un disco, ha sostituito le tracce audio digitali; l' ascolto del suono DTS richiedeva solo una connessione digitale compatibile S/PDIF ad un decoder DTS.
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doc-4138
Per determinare quali informazioni in un segnale audio sono percettivamente irrilevanti, la maggior parte degli algoritmi di compressione lossy utilizzano delle trasformazioni come la trasformazione coseno discreta modificata (MDCT) per convertire le forme d' onda campionate nel dominio del tempo in un dominio di trasformazione. Una volta trasformate, tipicamente nel dominio di frequenza, le frequenze componenti possono essere assegnate ai bit a seconda di come sono udibili. L' udibilità delle componenti spettrali calcolate utilizzando la soglia assoluta dell' udito e i principi della mascheratura simultanea - il fenomeno in cui un segnale è mascherato da un altro segnale separato dalla frequenza - e, in alcuni casi, la maschera temporale - in cui un segnale è mascherato da un altro segnale separato dal tempo. Per pesare l' importanza percettiva delle componenti si possono utilizzare anche contorni di nitidezza uguali. I modelli della combinazione udito-cervello umano che incorporano tali effetti sono spesso chiamati modelli psicoacustici.
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doc-10372
MP3 è stato progettato dal Moving Picture Experts Group (MPEG) come parte dello standard MPEG-1 e successivamente ampliato nello standard MPEG-2. Il primo sottogruppo per l' audio è stato formato da diversi team di ingegneri della Fraunhofer IIS, Università di Hannover, AT&T-Bell Labs, Thomson-Brandt, CCETT e altri. MPEG-1 Audio (MPEG-1 Parte 3), che comprendeva MPEG-1 Audio Layer I, II e III, è stato approvato come progetto di comitato della norma ISO/IEC nel 1991, ultimato nel 1992 e pubblicato nel 1993 (ISO/IEC 11172-3:1993). MPEG-2 Audio compatibile con la versione precedente (MPEG-2 Parte 3) con bit rate e sample rate aggiuntivi è stato pubblicato nel 1995 (ISO/IEC 13818-3:1995).
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