Formato MP3

Julho 2017

O que é o formato MP3

O MP3 (MPEG Audio layer 3) é um formato de compressão de dados de áudio com perdas, desenvolvido pela Organização Internacional de Padronização (ISO). Este formato é usado para comprimir formatos de áudio normais (WAV ou CD de áudio).

Ele permite armazenar o equivalente a doze álbuns de música em um só CD-ROM. Além disso, o formato MP3 altera ligeiramente a qualidade de som para o ouvido humano.

O contexto

Na verdade, a compressão MPEG Layer 3 consiste em retirar dos dados de áudio as frequências inaudíveis para o ouvinte médio em condições habituais de escuta. A compressão visa, por conseguinte, analisar os componentes espectrométricos de um sinal de áudio, e aplicar-lhes um modelo psico-acústico para conservar apenas os sons audíveis. A orelha humana é capaz de distinguir, em média, sons entre os 0.02 kHz e 20 kHz, com uma sensibilidade máxima de frequências que oscila entre os 2 e 5 kHz (a voz humana fica entre 0,5 e 2 kHz), de acordo com uma curva da lei de Fletcher e Munson.

A compressão consiste em determinar os sons que não ouvimos e removê-los, trata-se então de uma compressão destrutiva, ou seja, com perda de informação.

Os métodos

O efeito de máscara

Gabriel Bouvigne explica: "Quando olhamos para o sol e um pássaro passa em nossa frente, não conseguimos vê-lo porque a luz do sol é muito forte. Em acústica é a mesma coisa. Quando há sons muito altos, não ouvimos os baixos. Tomemos o exemplo de um órgão: quando um organista não está tocando, podemos ouvir o assobio nos tubos; porém, quando ele está tocando, não o ouvimos porque o som está mascarado. Portanto, não é necessário gravar todos os sons; este é o princípio usado pelo formato MP3 para economizar espaço."

A reserva de Bytes

Frequentemente, certas passagens de uma música não podem ser codificadas sem alterar a qualidade. Por isso, o mp3 utiliza uma pequena reserva de Bytes que se dedica às passagens que podem ser codificadas a uma taxa inferior ao resto dos dados.

Codificação ‘Joint stereo’

A maioria dos sistemas Hi-Fi usam um boomer único (que reproduz os graves). Contudo, não se tem a impressão que o som vem deste boomer, mas dos outros alto-falantes. Na verdade, abaixo de uma certa frequência o ouvido humano é incapaz de localizar a origem do som. O formato MP3 pode, opcionalmente, tirar proveito deste fenômeno usando o método joint stereo. Isso significa que certas frequências são gravadas em mono, mas incluem dados adicionais para que soem como uma configuração de vários alto-falantes.

O código Huffman

O Huffman é um algoritmo de codificação (sem compressão) que age no final do processo de compressão, criando códigos de comprimentos variáveis sobre um grande número de bits. Os códigos têm a vantagem de ter um prefixo único, podendo inclusive ser descodificados corretamente apesar do seu comprimento variável, e isso pode ser feito rapidamente utilizando tabelas. Este tipo de codificação economiza, em média, um pouco menos de 20% de espaço.

Quando os sons são puros (quando não há máscara), o algoritmo Huffman é muito eficaz já que os sons digitalizados contêm muitos sons redundantes.

Os resultados

Assim, com a compressão MP3, um minuto de um CD de áudio (a uma frequência de 44.1 kHz, 16 bits, estéreo) ocupará apenas 1 MB. Uma música ocupa, em média, 3 ou 4 MB, o que torna seu download possível mesmo com um modem:



Largura de Banda ModoDébitoQualidadeCompressão
11.025Mono8 kbpsMuito ruim200:1
22.050Estéreo64 kbpsRuim25:1
44.100Estéreo96 kbpsAceitável16:1
44.100Estéreo128 kbpsBoa12:1
44.100Estéreo196 kbpsMuito boa12:1

A descompactação de um arquivo MP3 (quer dizer, a leitura) faz-se em tempo real com um P166, mas monopoliza uma grande parte dos recursos do sistema, é por isso que é desaconselhado (exceto se você tiver uma máquina grande) iniciar outra aplicação que exija muita memória durante a leitura.

A legislação

O formato MP3 não é ilegal, porque representa unicamente uma maneira de compactar dados digitais. Em compensação, a sua utilização pode sê-lo. Durante a utilização de arquivos MP3, não se esqueça de respeitar os direitos autorais. É possível fazer a cópia (backup) de uma música cujo original você possui, mas é proibido fazer o download ou arquivar uma música de um artista cujos direitos de utilização não são liberados. Assim sendo, é pouco provável que a música que você quer fazer o download (música que escutou no rádio) possa ser baixada legalmente.

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Última modificação: 28 de junho de 2017 às 13:18 por ninha25.
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