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Como funciona o MP3 ?

Agosto 2015


Un son, c'est une vibration. Par exemple, voici l'aspect de la vibration de la note LA (celle que vous avez en frappant un diapason ou en décrochant votre téléphone):


Pra digitalizar este sinal, o computador mede o valor regularmente.


Em qualidade de CD de áudio, o computador faz 44 100 medições por segundo. Fala-se de uma amostragem de 44 100 Hertz (ou 44 100 Hz ou ou 44,1 kHz).

Isto é exatamente o que acontece quando o computador registra um arquivo WAV: os valores medidos são registrados no arquivo.


Para reproduzir o arquivo WAV, o computador recria o sinal a partir de cada valor registrado.


Todos os sons que nos rodeiam (música, barulhos, etc) são vibrações que podemos amostrar, desta maneira. Por exemplo, veja um pequeno pedaço do sinal da voz da Ella Fitzgerald na canção "Summertime":


O problema é que é preciso registrar um grande número de valores para cada segundo de som. É preciso uma grande quantidade de memória e muito espaço no disco rígido.

Então, tivemos que encontrar maneiras de economizar espaço. Tentamos comprimir o sinal, ou seja, usar menos dados para armazenar a mesma informação.

No nosso primeiro exemplo - o Lá do diapasão - vê-se bem que há uma repetição. Na verdade, o sinal vibra 440 vezes por segundo. Diz-se que ele está a 440 Hz.


A 880 Hz, a vibração é duas vezes mais rápida e o som mais agudo:


Podemos misturar dois sinais (440 Hz e 880 Hz):


Em vez de registrar todas as amostras (todos os valores) deste sinal, poderíamos gravar apenas os valores 440 e 880.


Assim, com apenas dois valores, é possível reconstituir o sinal !


A transformação matemática que permite encontrar todas as frequências que constituem um sinal é chamada transformada de Fourier.

Por exemplo:


É neste princípio que se baseia o formato MP3: ele registra as várias frequências que compõem um sinal e as registra no arquivo MP3.

Para reproduzir o som (ou a música), pegamos a lista de frequências, recriamos os sinais de diversas frequências e as misturamos. O som é reconstituído.

Além disso, os softwares que criam arquivos MP3 baseiam-se em um modelo psico-acústico para remover certas frequências. De fato, o ouvido humano (e o cérebro) não percebe certos sons (frequências muito próximas, sons baixos cobertos por outros sons, etc). Eles são excluídos.

Este modelo psico-acústico faz toda a diferença entre os diversos codificadores de MP3.
O codificador de MP3 com o melhor modelo psico-acústico é o da Universidade Fraunhofer IIS, comercializado em alguns softwares (.mp3 Producer, por exemplo). Isto permite uma melhor qualidade de som em relação a outros codificadores, especialmente em altas taxas de compressão.

Artigo original publicado por sebsauvage

Tradução feita por Lucia Maurity y Nouira



Para uma leitura offline, é possível baixar gratuitamente este artigo no formato PDF:
Como-funciona-o-mp3.pdf

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Publicado por pintuda.
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