MP3: diferenças entre revisões

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O '''MP3''' (''MPEG-1/2 Audio Layer 3'') foi um dos primeiros tipos de [[compressão]] de [[áudio]] [[compressão com perda de dados|com perdas]] quase imperceptíveis ao [[ouvido|ouvido humano]]. O seu [[bitrate]] (taxa de bits) é da ordem de [[kbps]] (''quilobits'' por [[segundo]]), sendo 128 kbps a taxa-padrão, na qual a redução do tamanho do arquivo é de cerca de 90%, ou seja, o tamanho do arquivo passa a ser 1/10 do tamanho original.

A taxa de bits pode chegar a até 320 kbps (cerca de 2,3 MB/min de áudio), gerando a máxima qualidade sonora do formato, na qual a redução do tamanho do arquivo é de cerca de 75%, ou seja, o tamanho do arquivo passa a ser cerca de 1/4 do original. Há também outras taxas intermediárias, como 192 kbps e 256 kbps, cuja escolha depende da relação custo-benefício desejada, onde o tamanho do arquivo pode ser reduzido em detrimento da qualidade/fidelidade do som. Para efeitos de comparação, as músicas de um CD de áudio comum possuem uma taxa de amostra de dados de 1411,2 kbps.<ref>[http://www.mpgedit.org/mpgedit/mpeg_format/MP3Format.html MP3 File Format Specification]</ref><ref>[http://oreilly.com/catalog/mp3/chapter/ch02.html How MP3 Works: Inside the Codec]</ref>

 

O Moving Picture Experts Group, acrônimo '''[[MPEG]]''', formalmente designado como [[ISO]] / IEC JTC 1/SC 29/WG 11, denominação de codificação de imagens em movimento e áudio, é uma comissão técnica, formada pela ISO e [[IEC]], encarregada de estabelecer normas para a representação de [[áudio digital]], vídeo e outros tipos de mídia para atenderem a uma ampla variedade de aplicações.

O Comité foi instituído em janeiro de 1988 por [http://en.wikipedia.org/wiki/Leonardo_Chiariglione Leonardo Chiariglione] e se reuniu pela primeira vez nos dias 10, 11 e 12 de maio de 1988. Normalmente, reuniam-se, em média, quatro vezes por ano. Na primeira reunião houve participação de 25 membros, enquanto que, atualmente, as reuniões são frequentadas por mais de 350 membros que representam mais de 200 empresas e organizações de 20 países ao redor do mundo.

 

 

== O significado da sigla ==

{{Sem-fontes|seção|data=Julho de 2008}}

MP3 é uma abreviação de MPEG 1 Layer-3. Trata-se de um padrão de arquivos digitais de áudio estabelecido pelo [[MPEG|Moving Picture Experts Group]] (MPEG), grupo de trabalho de especialistas de [[Tecnologia da Informação]] vinculado à [[ISO]] e à [[International Electrotechnical Comission|CEI]]. As camadas referem-se ao esquema de compressão de áudio do MPEG-1. Foram projetadas em número de 3, cada uma com finalidades e capacidades diferentes. Enquanto a camada 1, que dá menor compressão, se destina à utilização em ambientes de áudio profissional (estúdios, emissoras de [[TV]] etc), onde o nível de perda de qualidade deve ser mínimo devido à necessidade de reprocessamento, a camada 3 se destina ao áudio que será usado pelo [[cliente]] [[final]]. Como se espera que esse áudio não sofrerá novos ciclos de processamento, a compressão pode ser menos conservadora e aproveitar melhor as características [[psicoacústica]]s do som, limitando-se apenas pela qualidade desejada para o ouvido humano.

 

'''[[1991]]:''' Melhoras no algoritmo OCF, somadas a contribuições da Universidade de Hannover, dentre outras, produziram um novo codec de áudio, chamado ASPEC (Adaptative Spectral Perceptual Entropy Coding). O ASPEC foi um dos 14 trabalhos enviados para a ISO como proposta de codificação de áudio. Após testes rigorosos, a ISO sugeriu que a codificação de áudio apresentasse 3 abordagens em escala de complexidade e eficiência:

 

 

Layer 3, de alta eficiência e maior complexidade, baseada no ASPEC.

 

 

'''[[1995]]:''' Os pesquisadores de Fraunhofer votaram ' .mp3 ' como a extensão de arquivos MPEG Layer 3. Disponibilizou-se o codec do Layer 3 como shareware.

'''[[1997]]:''' Michael Robertson constrói o site 'mp3.com', onde disponibiliza informações e tudo o mais relacionado à tecnologia MP3.

 

 

'''[[1998]]:''' Surgem os primeiros players portáteis de MP3, usando memória flash.

'''[[2000]]:''' Surgem, no mercado dos EUA, CD players com funcionalidades de mp3.

 

 

 

 

Ao se popularizar, o formato MP3 deixou, consequentemente, a indústria fonográfica preocupada com seus lucros. O MP3 alcançou um sucesso tão grande que, quando as gravadoras se deram conta, o formato já estava presente em milhões de computadores em todo o mundo.

== Princípios ==

As taxas de compressão alcançadas pelo MP3 chegam a até 12 vezes, dependendo da qualidade desejada. Para fazer isso, o MP3 utiliza-se, além das técnicas habituais de compressão, de estudos de psicoacústica, sendo que estes permitem aproveitar-se das limitações e imperfeições da audição humana.

A utilização dos limites da audição humana baseia-se em três princípios básicos:

 

# Limiar de audição na faixa de frequência audível;

# Mascaramento em frequência e mascaramento temporal.

* '''Faixa de frequência audível humana:''' O ouvido humano, devido às suas limitações físicas, é capaz de detectar sons em uma faixa de frequência que varia de 20 [[Hz]] a 20 KHz, sendo que estes valores podem variar de indivíduo para indivíduo e também com a idade (com o envelhecimento perdemos a capacidade de ouvir frequências mais altas). Desta forma, não faz sentido armazenar dados referentes a sons fora desta faixa de frequência, pois, ao serem reproduzidos, os mesmos não serão percebidos por um ser humano. Esta é a primeira limitação da audição humana do qual o sistema MP3 faz uso para alcançar altas taxas de compressão. De acordo com o [[Teorema de Nyquist]], para garantir a reprodução de um sinal, temos de amostrá-lo pelo menos a duas vezes sua frequência máxima. Ou seja, neste caso, como a frequência máxima de interesse é 20 KHz, basta amostrar a 40 KHz. Utilizam-se 44.100&nbsp;Hz como taxa de amostragem, pois levam-se em consideração 10% de tolerância e busca-se um valor, produto dos quatro primeiros [[números primos]]. (Obs. (2x3x5x7)^2 = 44100). Desta forma, esta taxa de amostragem funciona como um filtro passa-baixas, que remove todos os componentes de frequência fora da faixa de interesse, neste caso, acima de 20 Khz.

* '''Limiar de audição na faixa de frequência audível:''' Outro fator utilizado pela codificação MP3 é a curva de percepção da audição humana dentro da faixa de frequências audíveis, ou [[limiar de audição]]. Apesar da faixa de audição humana variar entre 20&nbsp;Hz e 20 KHz, a sensibilidade para sons dentro desta faixa não é uniforme. Ou seja, a percepção da intensidade de um som varia com a frequência em que este se encontra. Desta forma, o MP3 utiliza-se desta propriedade para obter compressão em arquivos de áudios. Esta abordagem é bastante intuitiva, sendo que o que se faz é descartar amostras que se encontrem abaixo deste limiar.

* '''Mascaramento em frequência e mascaramento temporal:''' Por fim, uma última propriedade da audição humana, ainda utilizada pelo método, é o chamado mascaramento auditivo, ou “audiabilidade diminuída de um som devido à presença de outro”, podendo este ser em frequência ou no tempo. O mascaramento em frequência ocorre quando um som, que normalmente poderia ser ouvido, é mascarado por outro, de maior intensidade, que se encontra em uma frequência próxima. Ou seja, o limiar de audição é modificado (aumentado) na região próxima à frequência do som que causa o ocorrência do mascaramento, sendo que isto se deve à limitação da percepção de frequências do ouvido humano. O mascaramento em frequência depende da frequência em que o sinal se encontra, podendo variar de 100&nbsp;Hz a 4 KHz. Em função deste comportamento, o que o método de compressão do MP3 faz é identificar casos de mascaramento em frequência e descartar sinais que não serão audíveis devido a este fenômeno. Além do mascaramento em frequência, temos ainda o mascaramento no tempo, sendo que este ocorre quando um som forte é precedido por um mais fraco que se encontra em uma frequência próxima à do primeiro. Se o intervalo de tempo entre os dois for suficientemente pequeno, este som mais fraco não será percebido pela audição humana. Se um som é mascarado após um som mais forte, temos o chamado pós-mascaramento. No caso de um som ser mascarado antes do som mais forte, temos o que chamamos de pré-mascaramento. O pré-mascaramento existe só por um curto momento, cerca de 20ms, enquanto que o pós-mascaramento tem efeito por até 200ms. O método de compressão do MP3 utiliza-se portanto deste fenômeno, identificando casos onde o mesmo ocorre, e descartando sons que seriam mascarados, o que permite reduzir, consideravelmente, a informação de áudio, sem mudança audível.

 

O sistema empregado pelo MP3 também possibilita transmissões por ''[[streaming]]'', onde o arquivo pode ser interpretado à medida que é feito o ''[[download]]'' ou em que é baixado (não é necessário que o arquivo chegue inteiro para iniciar a [[reprodução]]).

 

{{multicol}}

* [[3PM]]

* [[Compressão de dados]]

* [[MP4]]