音频编码器 MPEG Audio

音频编码器 MPEG Audio

“MPEG Audio Decoder”就是“MPEG格式音频解码器”。这个不算一种格式。
mp3是MPEG 1 Layer3的缩写，也是MPEG Audio格式的一种。

通过计算机对数字音频和视频数据进行性能价格比均衡的编码技术已经成为必须。对于那些只有有限的传输带宽或储存容量的应用来说，如何压缩动态视频和音频的数据量便成为了关键技术。在近几年已经取得了大量的研究成果。虽然现在仍然存在着许多视频和音频的编码格式，但ISO/IEC组织已经颁布了一个国际标准：MPEG，作为一个强有力的音频和视频编码工具。


历史
  在1987年，IIS 在EUREKA EU147计划：数字音频广播(DAB)的框架内开始知觉音频编码上的研究。通过与Erlangen大学（Dieter Seitzer教授）合作，IIS最终发明出一种强有效的算法，那就是后来的ISO-MPEG Audio Layer-3（IS 11172-3 和 IS 13818-3）。

  没有数据压缩时，典型的数字音频信号是以16位方式采样并以两倍于实际音频带宽（比如：44.1KHZ的CD音质）进行记录的。所以你需要高达1400K比特的数据量来重放仅仅一秒的立体声CD音质音乐。通过使用MPEG音频编码，你可以把原来CD上的音频数据量缩小为原来的12分之一，而不损失声音质量。24分之一或更小也同样可以维持相当的声音质量，而且明显比简单地降低采样大小和记录频率而得到的声音质量要好。基本上，这认为是通过“知觉编码”技术把人耳对声波的感觉定位。

  通过使用MPEG音频，我们可以在得到如下的典型数据压缩率：


1:4 应用Layer 1（即每个立体声信号为384 kbps）
1:6...1:8 应用Layer 2（即每个立体声信号为256到192 kbps）
1:10...1:12 应用Layer 3（即每个立体声信号为128到112 kbps）


  的同时，仍然可以维持原来的CD声音质量。

  通过增强立体声效果和限制音频带宽，这套编码方案可以在即使很低的比特率下也能获得可以接受的声音质量。Layer-3是MPEG音频编码家庭中最有力的成员。对于既定的声音质量，它能提供最低的比特率，或者说，对于既定的比特率，它能获得最好的声音质量。

  一些典型的Layer-3表现数据：


声音质量 带宽 模式 比特率 压缩比
telephone sound 2.5 kHz mono 8 kbps* 96:1
better than shortwave 4.5 kHz mono 16 kbps* 48:1
better than AM radio 7.5 kHz mono 32 kbps 24:1
similar to FM radio 11 kHz stereo 56..64 kbps 26..24:1
near-CD 15 kHz stereo 96 kbps 16:1
CD 大于 15 kHz stereo 112..128 kbps 14..12:1

  *: Fraunhofer 使用了一个非ISO的Layer-3扩展来增强表现素质(MPEG 2.5)。

  在所有的国际性的听觉测试中，MPEG Layer-3令人难忘地证实了它的出众的性能。在压缩率为1:12的时候（大约每通道64K比特/S）维持了原来声音的质量。如果一个应用能容忍大约为10KHZ的有限的带宽，一个合理的立体声声音质量可以达到1:24的压缩率。对于那些使用每通道60K比特/S的比特率的低比特率声音编码方案的广播应用，ITU-R建议使用MPEG Layer-3。(ITU-R doc. BS.1115)

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