MP3
MPEG-1 Audio Layer III 的通稱,是利用聽覺模型、濾波器組和熵編碼降低數據量的有損音頻格式,曾成為網絡音樂與便攜播放器的主要格式。
詳細說明
MP3 是 MPEG-1 Audio Layer III(MPEG-1 音頻層 III)的通稱,屬於 ISO/IEC 11172-3 音頻標準。MPEG-1 版本在 1992 年形成,支持 32、44.1 和 48 kHz 等採樣率;MPEG-2 的後向兼容擴展增加較低採樣率和碼率,非正式所稱 MPEG-2.5 又擴展到更低採樣率,但不屬於最初 ISO MPEG-2 標準的正式層級。
MP3 是有損感知編碼。編碼器用多相濾波器組和修正離散餘弦變換分析頻率成分,根據聽覺掩蔽模型估計哪些誤差較不易察覺,再量化頻譜並以霍夫曼編碼保存。編碼過程永久捨棄部分資訊,解碼器輸出 PCM 時不能恢復原始採樣。不同編碼器可採用不同心理聲學模型、噪聲控制和碼率分配,因此相同碼率不保證相同失真。
碼流由相對獨立的音頻幀組成,每幀帶有版本、層、採樣率、碼率和聲道模式等頭資訊。Layer III 可使用比特儲備,把某些簡單幀未用完的數據空間借給隨後更復雜的幀,所以物理幀邊界與單段音頻所消耗的數據並非始終一一對應。聯合立體聲可通過中側或強度立體聲減少雙聲道冗餘,具體使用隨編碼器和碼率變化。
MP3 支持固定碼率、平均碼率和可變碼率。固定碼率使各幀採用同一標稱碼率,便於早期傳輸和估算;可變碼率把更多數據分給複雜片段,通常以質量目標而非單一每秒數值控制。文件時長與無縫播放還可能依賴 Xing、Info 或 LAME 標頭記錄幀數、編碼延遲和填充。
`.mp3` 文件通常直接串接 MPEG 音頻幀,並可在開頭或結尾加入 ID3 標籤。ID3 不是 MPEG 音頻編碼的一部分,而是保存標題、藝人、封面等元數據的獨立體系。MP3 也可以置於某些容器或傳輸系統中,文件擴展名只描述常見封裝習慣。
把 MP3 轉為 FLAC、WAVE 或更高碼率 MP3 不會恢復編碼時刪除的資訊;再次有損編碼還可能疊加失真。頻譜截止、編碼器延遲或媒體資訊能提供來源線索,卻不能單獨證明某文件來自特定母帶或碼率。