MPEG-1 Audio Layer II
| Расширение |
.mp2 |
|---|---|
| MIME-тип |
audio/mpeg, video/mpeg |
| Разработчик | |
| Тип формата |
audio, video, container |
| Расширен из |
MUSICAM |
| Развит в | |
| Стандарт(ы) |
MPEG-1 Audio Layer II (сокр. MP2, иногда называется Musicam) — один из трёх форматов (уровень 2) сжатия звука с потерями, определённых в стандарте MPEG-1[3]. Применяется в цифровом радиовещании DAB и устаревшем стандарте Video CD, который в 90-е годы использовался для распространения фильмов на оптических компакт-дисках и существовал до широкого распространения DVD.
Кодер MPEG-1 Audio Layer 2 развился из аудиокодека MUSICAM (англ. Masking pattern adapted Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing — универсальное полосное кодирование и мультиплексирование с адаптацией к шаблону маскировки), разработанного CCETT, Philips и IRT в 1989 как часть исследований EUREKA 147 европейских межправительственных разработок для систем цифрового радиовещания для стационарных, портативных и мобильных приёмных устройств (основан в 1987). Основные параметры MPEG-1 Audio были унаследованы из MUSICAM, включая банк фильтров, обработку во временной области, размер аудиокадра и т. д. Однако после дополнительного усовершенствования, алгоритм MUSICAM не был использован в финальной версии стандарта MPEG-1 Layer II[4].
Содержание
Основные параметры
- MPEG-1 Audio Layer II определён в стандарте ISO/IEC 11172-3 (MPEG-1 Часть 3)
- Частота дискретизации: 32, 44.1 и 48 кГц
- Битрейты: 32, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256, 320 и 384 кбит/с.
- Расширение формата было представлено в MPEG-2 Audio Layer II и определено в стандарте ISO/IEC 13818-3 (MPEG-2 Part 3)[5][6]
- дополнительные частоты дискретизации: 16, 22.05 и 24 кГц
- дополнительные битрейты: 8, 16, 24, 40 и 144 кбит/с, для формата 5.1 — около 1 Мбита/с.
- поддержка мультиканальности — до 5 полных каналов и канала низкочастотных эффектов.
- Поддерживается переменный битрейт (VBR)
Кодирование и декодирование звуковых сигналов MPEG-1 Layer II
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 II составляет 1152 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 36.
Затем выполняется квантование данных. Предварительно определяются масштабные множители, которые зависят от максимального значения сигнала. При этом масштабный множитель определяется для групп по 12 отсчётов в каждом поддиапазоне, причём множитель может быть общим для двух или трёх групп. Таким образом, для каждого поддиапазона в кадре определяется до трёх масштабных множителей. 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 II 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, то есть от требуемой степени сжатия звуковой информации. Распределение битов по поддиапазонам осуществляется блоком психоакустической модели.
После квантования выполняется кодирование полученных данных. Квантованные отсчёты сигнала в каждом поддиапазоне объединяются по три, и полученные последовательности битов кодируются с использованием таблиц кодов с переменной длиной. Кроме того с помощью соответствующих таблиц кодируются данные о распределении битов по поддиапазонам и данные о масштабных множителях.
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 1024 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, то есть 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.
Напишите отзыв о статье "MPEG-1 Audio Layer II"
Примечания
- ↑ [www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=22412 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). Проверено 15 марта 2011. [www.webcitation.org/66Mo3Q1qB Архивировано из первоисточника 23 марта 2012].
- ↑ [www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_ics/catalogue_detail_ics.htm?csnumber=22991 ISO/IEC 13818-3:1995 - Information technology -- Generic coding of moving pictures and associated audio information -- Part 3: Audio]. ISO (1995). Проверено 15 марта 2011. [www.webcitation.org/66Mo4vybd Архивировано из первоисточника 23 марта 2012].
- ↑ [www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=22412 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]
- ↑ [www.telos-systems.com/techtalk/mpeg/default.htm Facts about MPEG Compression]
- ↑ [mpeg.chiariglione.org/technologies/mpeg-2/mp02-aud/index.htm MPEG-2 Audio Layer I/II]
- ↑ [www.mpgedit.org/mpgedit/mpeg_format/mpeghdr.htm MPEG Audio Frame Header]
Литература
- Смирнов А. В. Основы цифрового телевидения: Учебное пособие.— М.: Горячая линия-Телеком, 2001.- 224 с.: ил.
Ссылки
[rus.625-net.ru/audioproducer/2000/06/7.htm Компрессия цифрового звука: психоакустические основы и алгоритмы. Юрий Ковалгин]
См. также
- MPEG-1
- MPEG-2
- AAC (MPEG-2 Part 7) — в 1999 году обновлен и включен в MPEG-4 Part 3
- MPEG-4
| ||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий MPEG-1 Audio Layer II
Вот что доносили чины армии.«Грабежи продолжаются в городе, несмотря на повеление прекратить их. Порядок еще не восстановлен, и нет ни одного купца, отправляющего торговлю законным образом. Только маркитанты позволяют себе продавать, да и то награбленные вещи».
«La partie de mon arrondissement continue a etre en proie au pillage des soldats du 3 corps, qui, non contents d'arracher aux malheureux refugies dans des souterrains le peu qui leur reste, ont meme la ferocite de les blesser a coups de sabre, comme j'en ai vu plusieurs exemples».
«Rien de nouveau outre que les soldats se permettent de voler et de piller. Le 9 octobre».
«Le vol et le pillage continuent. Il y a une bande de voleurs dans notre district qu'il faudra faire arreter par de fortes gardes. Le 11 octobre».
[«Часть моего округа продолжает подвергаться грабежу солдат 3 го корпуса, которые не довольствуются тем, что отнимают скудное достояние несчастных жителей, попрятавшихся в подвалы, но еще и с жестокостию наносят им раны саблями, как я сам много раз видел».
«Ничего нового, только что солдаты позволяют себе грабить и воровать. 9 октября».
«Воровство и грабеж продолжаются. Существует шайка воров в нашем участке, которую надо будет остановить сильными мерами. 11 октября».]
«Император чрезвычайно недоволен, что, несмотря на строгие повеления остановить грабеж, только и видны отряды гвардейских мародеров, возвращающиеся в Кремль. В старой гвардии беспорядки и грабеж сильнее, нежели когда либо, возобновились вчера, в последнюю ночь и сегодня. С соболезнованием видит император, что отборные солдаты, назначенные охранять его особу, долженствующие подавать пример подчиненности, до такой степени простирают ослушание, что разбивают погреба и магазины, заготовленные для армии. Другие унизились до того, что не слушали часовых и караульных офицеров, ругали их и били».
«Le grand marechal du palais se plaint vivement, – писал губернатор, – que malgre les defenses reiterees, les soldats continuent a faire leurs besoins dans toutes les cours et meme jusque sous les fenetres de l'Empereur».
[«Обер церемониймейстер дворца сильно жалуется на то, что, несмотря на все запрещения, солдаты продолжают ходить на час во всех дворах и даже под окнами императора».]
Войско это, как распущенное стадо, топча под ногами тот корм, который мог бы спасти его от голодной смерти, распадалось и гибло с каждым днем лишнего пребывания в Москве.
Но оно не двигалось.
Оно побежало только тогда, когда его вдруг охватил панический страх, произведенный перехватами обозов по Смоленской дороге и Тарутинским сражением. Это же самое известие о Тарутинском сражении, неожиданно на смотру полученное Наполеоном, вызвало в нем желание наказать русских, как говорит Тьер, и он отдал приказание о выступлении, которого требовало все войско.
Убегая из Москвы, люди этого войска захватили с собой все, что было награблено. Наполеон тоже увозил с собой свой собственный tresor [сокровище]. Увидав обоз, загромождавший армию. Наполеон ужаснулся (как говорит Тьер). Но он, с своей опытностью войны, не велел сжечь всо лишние повозки, как он это сделал с повозками маршала, подходя к Москве, но он посмотрел на эти коляски и кареты, в которых ехали солдаты, и сказал, что это очень хорошо, что экипажи эти употребятся для провианта, больных и раненых.
Положение всего войска было подобно положению раненого животного, чувствующего свою погибель и не знающего, что оно делает. Изучать искусные маневры Наполеона и его войска и его цели со времени вступления в Москву и до уничтожения этого войска – все равно, что изучать значение предсмертных прыжков и судорог смертельно раненного животного. Очень часто раненое животное, заслышав шорох, бросается на выстрел на охотника, бежит вперед, назад и само ускоряет свой конец. То же самое делал Наполеон под давлением всего его войска. Шорох Тарутинского сражения спугнул зверя, и он бросился вперед на выстрел, добежал до охотника, вернулся назад, опять вперед, опять назад и, наконец, как всякий зверь, побежал назад, по самому невыгодному, опасному пути, но по знакомому, старому следу.
Наполеон, представляющийся нам руководителем всего этого движения (как диким представлялась фигура, вырезанная на носу корабля, силою, руководящею корабль), Наполеон во все это время своей деятельности был подобен ребенку, который, держась за тесемочки, привязанные внутри кареты, воображает, что он правит.
6 го октября, рано утром, Пьер вышел из балагана и, вернувшись назад, остановился у двери, играя с длинной, на коротких кривых ножках, лиловой собачонкой, вертевшейся около него. Собачонка эта жила у них в балагане, ночуя с Каратаевым, но иногда ходила куда то в город и опять возвращалась. Она, вероятно, никогда никому не принадлежала, и теперь она была ничья и не имела никакого названия. Французы звали ее Азор, солдат сказочник звал ее Фемгалкой, Каратаев и другие звали ее Серый, иногда Вислый. Непринадлежание ее никому и отсутствие имени и даже породы, даже определенного цвета, казалось, нисколько не затрудняло лиловую собачонку. Пушной хвост панашем твердо и кругло стоял кверху, кривые ноги служили ей так хорошо, что часто она, как бы пренебрегая употреблением всех четырех ног, поднимала грациозно одну заднюю и очень ловко и скоро бежала на трех лапах. Все для нее было предметом удовольствия. То, взвизгивая от радости, она валялась на спине, то грелась на солнце с задумчивым и значительным видом, то резвилась, играя с щепкой или соломинкой.
Одеяние Пьера теперь состояло из грязной продранной рубашки, единственном остатке его прежнего платья, солдатских порток, завязанных для тепла веревочками на щиколках по совету Каратаева, из кафтана и мужицкой шапки. Пьер очень изменился физически в это время. Он не казался уже толст, хотя и имел все тот же вид крупности и силы, наследственной в их породе. Борода и усы обросли нижнюю часть лица; отросшие, спутанные волосы на голове, наполненные вшами, курчавились теперь шапкою. Выражение глаз было твердое, спокойное и оживленно готовое, такое, какого никогда не имел прежде взгляд Пьера. Прежняя его распущенность, выражавшаяся и во взгляде, заменилась теперь энергической, готовой на деятельность и отпор – подобранностью. Ноги его были босые.
Пьер смотрел то вниз по полю, по которому в нынешнее утро разъездились повозки и верховые, то вдаль за реку, то на собачонку, притворявшуюся, что она не на шутку хочет укусить его, то на свои босые ноги, которые он с удовольствием переставлял в различные положения, пошевеливая грязными, толстыми, большими пальцами. И всякий раз, как он взглядывал на свои босые ноги, на лице его пробегала улыбка оживления и самодовольства. Вид этих босых ног напоминал ему все то, что он пережил и понял за это время, и воспоминание это было ему приятно.
