MPEG-1 Audio Layer I

MPEG-1 Audio Layer I
MPEG-1 Audio Layer 1
Расширение

.mp1

MIME

audio/mpeg,[1] audio/MPA[2]

Разработан

ISO, IEC

Тип формата

audio

Стандарт(ы)

ISO/IEC 11172-3[3],
ISO/IEC 13818-3[4]

MPEG-1 Audio Layer I (сокр. MP1) — один из трёх форматов (уровень 1) сжатия звука с потерями, определённых в стандарте MPEG-1 [5]. Хотя MPEG-1 Audio Layer I поддерживается большинством современных медиаплееров, этот формат считается устаревшим. Вместо него в основном используются форматы MPEG-1 Audio Layer II и MP3.

Для обозначения файлов, в которых содержится только аудиоинформация формата MP1, используется расширение .mp1 или, иногда, .m1a.

Технология сжатия MP1 использует сравнительно простую схему полосного кодирования с 32 поддиапазонами.

Layer I (слой 1) рекомендуется для применения в профессиональной области, в системах записи-перезаписи с высоким студийным качеством с достаточной ёмкостью памяти. Он характеризуется небольшой сложностью и невысокой степенью редукции аудиоданных.

MPEG-1 layer I также использовался в Digital Compact Cassette, как часть аудиокодека PASC (англ. Precision Adaptive Sub-band Coding - прецизионное адаптивное полосное кодирование). В связи с необходимостью передачи постоянного потока отдельных блоков данных (кадров) на ленточный носитель, в PASC использовался дополнительный бит в MPEG заголовке для определения начала кадра. Битрейт всегда 384 кбит/с. [6]

Содержание

Основные параметры

  • MPEG-1 Layer I стандартизован ISO/IEC 11172-3, впервые опубликован в 1993.
    • Число каналов: 1 или 2.
    • Частоты дискретизации: 32, 44.1 и 48 кГц.
    • Битрейт: 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 288, 320, 352, 384, 416 и 448 кбит/с[7]
  • Расширение формата было представлено в MPEG-2 Audio Layer I и определено в стандарте ISO/IEC 13818-3 (MPEG-2 Part 3)[8], первая редакция была опубликована в 1995[4]
    • дополнительные частоты дискретизации: 16, 22.05 и 24 кГц
    • дополнительные битрейты: 48, 56, 80, 112, 144 и 176 кбит/с.

Кодирование и декодирование звуковых сигналов MPEG-1 Layer I

Метод кодирования

Входной цифровой звуковой сигнал разделяется на кадры (фреймы), каждый из которых кодируется и декодируется независимо от других кадров. Размер кадра для уровня Layer I составляет 384 отсчёта.

Полоса аудиосигнала с помощью цифровых полосовых фильтров разбивается на 32 поддиапазона. Все поддиапазоны имеют одинаковую ширину, которая зависит от частоты дискретизации входного сигнала. После разделения частота дискретизации уменьшается в 32 раза, так что число отсчётов в кадре в каждом поддиапазоне равно 12.

Затем выполняется квантование данных. Предварительно определяются масштабные множители, которые зависят от максимального значения сигнала. При этом масштабный множитель определяется для каждого поддиапазона в кадре, т.е. для 12 отсчётов сигнала поддиапазона. Перед квантованием значения сигнала делятся на соответствующие масштабные множители.

Затем в блоке квантования и кодирования выполняется квантование данных. В основе сжатия звуковой информации на уровне Layer I лежит метод, называемый адаптивным распределением битов. Этот метод заключается в выполнении квантования с различным числом двоичных разрядов квантования для разных частотных поддиапазонов. При этом используется равномерное квантование. Полное число битов, выделяемых на все поддиапазоны в данном кадре, зависит от частоты дискретизации входного сигнала и от заданной выходной скорости передачи двоичных символов, т.е. от требуемой степени сжатия звуковой информации. Распределение битов по поддиапазонам осуществляется блоком психоакустической модели.

Чтобы выполнить распределение битов в блоке психоакустической модели, анализируется спектр исходного звукового сигнала (не разложенного на поддиапазоны). Для этого производится быстрое преобразование Фурье участков этого сигнала по 512 отсчётов, после чего вычисляется спектр мощности звукового сигнала и величины звукового давления в каждом частотном поддиапазоне.

Затем анализируются тональные (синусоидальные) и нетональные составляющие звукового сигнала, определяются локальные и глобальные пороги маскировки и вычисляются отношения сигнал/маскирующий сигнал для всех поддиапазонов, на основании которых производится распределение битов по поддиапазонам.

В тех поддиапазонах, в которых искажения звука, вызываемые квантованием, менее заметны для слушателя или маскируются большим уровнем сигнала в других поддиапазонах, квантование делается более грубым, т.е. для этих поддиапазонов выделяется меньше битов. Для полностью маскируемых поддиапазонов битов совсем не выделяется. Благодаря этому, удаётся существенно уменьшить количество передаваемой информации при сохранении достаточно высокого качества звука.

Декодирование

Данные, содержащиеся в кадре, декодируются в соответствии с порядком их следования и таблицами кодов, которые содержатся в программе работы декодера. Декодированные данные о распределении битов и о масштабных множителях используются для декодирования и деквантования звуковых данных. После деквантования отсчёты сигналов поддиапазонов умножаются на соответствующие масштабные множители.

После декодирования и деквантования отсчёты сигналов всех поддиапазонов объединяются в выходной цифровой звуковой сигнал.

Примечания

  1. The audio/mpeg Media Type - RFC 3003. IETF (November 2000). Архивировано из первоисточника 23 марта 2012. Проверено 15 марта 2011.
  2. MIME Type Registration of RTP Payload Formats - RFC 3555. IETF (July 2003). Архивировано из первоисточника 23 марта 2012. Проверено 15 марта 2011.
  3. ISO/IEC 11172-3:1993 - Information technology -- Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1,5 Mbit/s -- Part 3: Audio. ISO (1993). Архивировано из первоисточника 23 марта 2012. Проверено 15 марта 2011.
  4. 1 2 ISO/IEC 13818-3:1995 - Information technology -- Generic coding of moving pictures and associated audio information -- Part 3: Audio. ISO (1995). Архивировано из первоисточника 23 марта 2012. Проверено 15 марта 2011.
  5. Стандарт ISO/IEC 11172-3 «Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5 mbit/s. Part 3 Audio»
  6. Digital Compact Cassette. Frequently Asked Questions
  7. MPEG Audio Frame Header
  8. ISO/IEC 13818-3 (Second edition 1998-04-15)

Литература

  • Смирнов А. В. Основы цифрового телевидения: Учебное пособие.— М.: Горячая линия-Телеком, 2001.- 224 с.: ил.

Ссылки

Компрессия цифрового звука: психоакустические основы и алгоритмы. Юрий Ковалгин

См. также

Примечания

  1. The audio/mpeg Media Type - RFC 3003. IETF (November 2000). Архивировано из первоисточника 23 марта 2012. Проверено 15 марта 2011.
  2. MIME Type Registration of RTP Payload Formats - RFC 3555. IETF (July 2003). Архивировано из первоисточника 23 марта 2012. Проверено 15 марта 2011.
  3. ISO/IEC 11172-3:1993 - Information technology -- Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1,5 Mbit/s -- Part 3: Audio. ISO (1993). Архивировано из первоисточника 23 марта 2012. Проверено 15 марта 2011.
  4. 1 2 ISO/IEC 13818-3:1995 - Information technology -- Generic coding of moving pictures and associated audio information -- Part 3: Audio. ISO (1995). Архивировано из первоисточника 23 марта 2012. Проверено 15 марта 2011.
  5. Стандарт ISO/IEC 11172-3 «Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5 mbit/s. Part 3 Audio»
  6. Digital Compact Cassette. Frequently Asked Questions
  7. MPEG Audio Frame Header
  8. ISO/IEC 13818-3 (Second edition 1998-04-15)



Wikimedia Foundation. 2010.

Поможем сделать НИР

Полезное


Смотреть что такое "MPEG-1 Audio Layer I" в других словарях:

  • MPEG-1 Audio Layer II — MPEG 1 or MPEG 2 Audio Layer 2 Filename extension .mp2 Internet media type audio/mpeg,[1] audio/MPA[2] Initial release 1993 (1993 …   Wikipedia

  • MPEG-1 Audio Layer II — MPEG 1/MPEG 2 Audio Layer 2 Расширение .mp2 MIME audio/mpeg, video/mpeg Разработан ISO, IEC Тип формата audio, video, container Расширен из MUSICAM Развит в MPEG 2 …   Википедия

  • MPEG-1 Audio Layer I — MPEG 1 Audio Layer I, commonly abbreviated to MP1, is one of three audio codecs included in the MPEG 1 standard. While supported by most media players, the codec is considered largely outdated, and replaced by MP2 or MP3.For files only containing …   Wikipedia

  • MPEG-1 Audio Layer 2 — (MP2) ist ein auch als Musicam bekanntes und von der Moving Picture Experts Group standardisiertes Verfahren zur Audiodatenreduzierung von digitalen Audiodaten. Die Abkürzung wird auch als Dateierweiterung für Dateien genutzt, die Audiodaten… …   Deutsch Wikipedia

  • MPEG-1 Audio Layer 1 — (MP1) ist ein von der Moving Picture Experts Group standardisiertes Verfahren zur Audiodatenkompression. Dabei wird versucht, keine für den Menschen hörbare Verluste zu erzeugen. Der erste Audio Layer ist ein Vorläufer des bekannten Audioformates …   Deutsch Wikipedia

  • MPEG-1 Audio Layer 3 — Vorlage:Infobox Dateiformat/Wartung/owner fehltVorlage:Infobox Dateiformat/Wartung/standard fehltVorlage:Infobox Dateiformat/Wartung/website fehlt MPEG 1 Audio Layer 3 Dateiendung .mp3 MIME Type audio/mpeg …   Deutsch Wikipedia

  • Mpeg-1/2 audio layer 3 — Le MPEG 1/2 Audio Layer 3, plus connu sous son abréviation de MP3, est la spécification sonore du standard MPEG 1, du Moving Picture Experts Group (MPEG). C est un algorithme de compression audio (voir aussi codec) capable de réduire… …   Wikipédia en Français

  • MPEG Audio Layer — MPEG Audio Layer,   derjenige Teil des ISO MPEG Standards, der sich mit Klangdaten (Audio) befasst (MPEG). Es handelt sich dabei um die (verlustbehaftet) komprimierenden Formate MPEG Audio Layer 1, MPEG Audio Layer 2 und MPEG Audio Layer 3;… …   Universal-Lexikon

  • MPEG-1/2 Audio Layer 3 — « MP3 » redirige ici. Pour l’album de M. Pokora, voir MP3 (album). Le MPEG 1/2 Audio Layer 3, plus connu sous son abréviation de MP3, est la spécification sonore du standard MPEG 1/MPEG 2, du Moving Picture Experts Group (MPEG). C est… …   Wikipédia en Français

  • MPEG Audio Layer 3 — …   Википедия

Книги

Другие книги по запросу «MPEG-1 Audio Layer I» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»