音樂在因特網(wǎng)上可以以不同的文件格式如AU、WAV或AIFF進(jìn)行編碼和傳輸。在因特網(wǎng)上上傳和下載這樣的寬帶文件不能很令人滿意。如一個3min CD音樂（31.7MB），若通過一個56kbit/s調(diào)制解調(diào)器，則需要一個小時或更多的時間下載；最有效的方法是通過數(shù)據(jù)壓縮算法將文件壓縮，從而使音樂傳輸?shù)酶臁Ｔ诶硐霔l件下，比特率在96kbit/s以下就可以提供高質(zhì)量的立體聲節(jié)目，比特率為64kbit/s就可以提供質(zhì)量相當(dāng)不錯的立體聲，為16kbitls可以提供單聲道音樂。在上面任何一種情況下，采用的算法必須能滿足實(shí)時節(jié)目，依靠壓縮率，可以有效地下載或?qū)崟r播放音樂。

1、關(guān)于MP3

MP3是由活動圖象專家組（Moving Picture Coding Experts Group，MPEG）開發(fā)的音頻壓縮的技術(shù)。它的全稱是MPEG Audio Layer 3，就是活動圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)音頻層3的意思。因?yàn)樗抢昧?span>MPEG音頻3層的技術(shù)，將聲音壓縮到頻帶只有原來的1/10到1/12，但是人耳聽起來仍然音質(zhì)很好。由于MP3具有壓縮程度高、音質(zhì)好的突出優(yōu)點(diǎn)，因而MP3是目前最為流行的一種音樂文件，各種媒體播放器都力圖做到具有MP3的播放功能。

MPEG數(shù)據(jù)壓縮算法在文件壓縮方面比電子分類應(yīng)用更加廣泛。例如，文件可以在因特網(wǎng)上上傳或下載，或附加在電子郵件中。在這種應(yīng)用中，第III層算法就是被人們所共知的MP3。MP3的好處在于大幅降低數(shù)字聲音文件的容量，而不會破壞原來的音質(zhì)。以CD音質(zhì)的Wave文件來說，如抽樣分辨率為16bit，抽樣頻率44.1kHz，聲音模式為立體聲，那么存儲1秒鐘CD音質(zhì)的Wave文件，必須要用16 bit×44100Hz×2Stereo=1411200bit，也就是相當(dāng)于1411.2kbits的存儲容量，存儲介質(zhì)的負(fù)擔(dān)相當(dāng)大。不過通過MP3格式壓縮后，文件便可壓縮為原來的1/10到1/12。每1秒鐘的MP3只需大約112~128kbits就可以了。具體數(shù)據(jù)可以參看下面的1-1和1-2兩個表。

表1-1：MPEG的壓縮等級（L1~L3）與壓縮比率

表1-2：聲音品質(zhì)與MP3壓縮比例關(guān)系

MP3文件可以存儲在硬盤中、記錄在CD-ROM中或存儲在應(yīng)用閃存的固態(tài)播放器中。上面的任何一種情況，數(shù)據(jù)都必須通過MP3節(jié)目器進(jìn)行錄音重放。MP3算法不代表加密或復(fù)制保護(hù)，因此，它的內(nèi)容會被復(fù)制。許多共享軟件和商業(yè)軟件程序都可以將音樂文件轉(zhuǎn)換成編碼的MP3文件，再在PC上對MP3文件解碼。在大多數(shù)情況下，在硬盤上首次存儲時是作為WAV或AIFF文件存儲的，再用專門的硬件或軟件壓縮成MP3文件。大多數(shù)編碼器可以實(shí)現(xiàn)不同級別的壓縮，例如，允許實(shí)現(xiàn)28.8kbit/s、64kbit/s、112kbit/s、128kbit/s、192kbit/s和320kbit/s這些不等的傳輸速率。高比特率可以用44.1kHz的采樣頻率提供立體聲錄音重放，而低一點(diǎn)的比特率就不能提供。例如，28.8kbit/s速率可用16kHz采樣頻率產(chǎn)生單信號。MP3能在96kbit/s的比特率下提供好的效果。盡管MP3與其他一些編解碼相比引入了更長的編碼延遲，但這并不重要，因?yàn)樗鸵蛱鼐W(wǎng)固有的傳輸延遲相比是微不足道的。MPEG編碼不提供糾錯，若要求糾錯，則必須提供額外的信道編碼。一般來講，這種要求在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中是不常見的，但是，將CRC校驗(yàn)與MPEG數(shù)據(jù)一起傳輸，可以對大多數(shù)敏感的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯，并可以進(jìn)行錯誤隱藏（不是錯誤糾正），例如，將損壞的幀隱藏，并重發(fā)。

MP3文件可以用專門的硬件芯片或軟件程序解碼。為了優(yōu)化操作，減少計(jì)算量，一些軟件解碼器具備特殊的性能?；祛l合成過濾器組的計(jì)算是解碼器最復(fù)雜的計(jì)算方面。應(yīng)用立體聲下混合時，可以將上述過程簡單化為頻域范圍內(nèi)的單一值，然后再進(jìn)入過濾器組，這樣只需要一個過濾器。下混合可以用一個簡單而有力的左、右聲道組合實(shí)現(xiàn)，但這不是個優(yōu)化的方法，因?yàn)橄?span>MS立體聲或加重立體聲這樣的信號總是包含很強(qiáng)的信號。所以更為有效的辦法是用內(nèi)置下混合程序，只計(jì)算在左、右立體聲中編碼的比例因子段中的信號，才于MS和加重編碼的比例因子段，程序只對其縮放比例。

為了進(jìn)一步降低計(jì)算的復(fù)雜性，可以對混頻合成過濾器組進(jìn)行優(yōu)化。過濾器組由反向限制離散余弦變換(IMDCT )和多相過濾器組組成。IMDCT對18個頻譜值執(zhí)行32次運(yùn)算，每次將576個頻譜轉(zhuǎn)化成18個長度為32的連續(xù)頻譜。這些頻譜通過混頻合成過濾器且執(zhí)行18次運(yùn)算轉(zhuǎn)換到時域?；旌线^濾器組包括一個頻率映射操作（如矩陣乘法）和一個有512個系數(shù)的FIR濾波器。FIR濾波器計(jì)算可以通過減少系數(shù)的數(shù)量來降低計(jì)算的復(fù)雜性，濾波器系數(shù)可以在脈沖響應(yīng)的末端刪減，脈沖響應(yīng)可以以更少的系數(shù)進(jìn)行調(diào)制。試驗(yàn)證明，濾波器長度可以縮短25%而不必給予額外的補(bǔ)償。更直接地說，計(jì)算可以通過限制音頻帶寬的辦法加以簡化。高頻頻譜值可以置零，輸入、采樣值都置零的IMDCT可以不必計(jì)算。如果只有低于半數(shù)的IMDCT被計(jì)算，音頻帶寬則被限制。輸出值可以被兩個因子采樣，這樣會遺漏對每一秒輸出值的計(jì)算，從而將FIR計(jì)算減少了一半。

許多公司生產(chǎn)便攜的閃存播放器，這些播放器可以從主機(jī)下載MP3文件，通過一個隨機(jī)攜帶的MP3解碼器實(shí)現(xiàn)錄音重發(fā)。數(shù)據(jù)存儲在智能媒體、壓縮閃存、多媒體卡或其他不易丟失的存儲組件中。MP3可將一個典型的歌曲壓縮成大約5MB，從而可以使歌曲在5min內(nèi)通過調(diào)制解調(diào)器下載，還可以提供高質(zhì)量的音頻。MP3文件可以以不同速率編碼，相應(yīng)下載時間或快或慢。然而，對于不同的解碼格式是不能升級的。換句話說，解碼器不能有選擇地挑選整個比特流的子集使之再生不同質(zhì)量的信號。

通過因特網(wǎng)傳輸音樂MP3是個很好的選擇。它的好處也導(dǎo)致一些人對它濫用，有人非法去地將盜版音樂的MP3文件貼在他們的主頁上，讓大家自由下載。

2、關(guān)于MP4

MP4并不是MPEG-4或者MPEG-1 Layer 4，它的出現(xiàn)是針對MP3的大眾化、無版權(quán)的一種保護(hù)格式，由美國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司開發(fā)，美國唱片行業(yè)聯(lián)合會倡導(dǎo)公布的一種新的網(wǎng)絡(luò)下載和音樂播放格式。

從技術(shù)上講，MP4使用的是MPEG-2 AAC技術(shù)也就是俗稱的alb或AAC o其中，MPEG-2是MPEG于1994年11月針對數(shù)碼電視（數(shù)碼影像）提出的。它的特點(diǎn)就是，音質(zhì)更加完美而壓縮比更加大（1﹕15）。MPEG-2 AAC（ISO/IEC 13818-7）在采樣率為8~96KHz下提供了1~48個聲道可選范圍的高質(zhì)量音頻編碼。AAC就是Advanced Audio Coding（先進(jìn)音頻編碼）的意思，適用于從比特率在8kbit/s單聲道的電話音質(zhì)到160kbit/s多聲道的超高質(zhì)量音頻范圍內(nèi)的編碼，并且允許對多媒體進(jìn)行編碼/解碼。AAC與MP3相比，增加了諸如對立體聲的完美再現(xiàn)、比特流效果音掃描、多媒體控制、降噪優(yōu)異等MP3沒有的特性，使得在音頻壓縮后仍能完美的再現(xiàn)CD音質(zhì)。

AAC技術(shù)主要由以下3個部分組成：第一，AT&T的音頻壓縮技術(shù)專利，它可以將AAC壓縮比提高到20﹕1而不損失音質(zhì)，這樣，一首3分鐘的歌僅僅需要2.25MB，這在互聯(lián)網(wǎng)上的下載速度是很驚人的；第二，安全數(shù)據(jù)庫，它可以為AAC Music創(chuàng)建一個特定的密鑰，將此密鑰存于其數(shù)據(jù)庫中，同時，只有AAC的播放器才能播放含有這種密鑰的音樂；第三，協(xié)議認(rèn)證，這個認(rèn)證包含了復(fù)制許可、允許復(fù)制副本數(shù)目、歌曲總時間、歌曲可以播放時間以及售賣許可等信息。它的工作原理如下：首先認(rèn)證該歌曲內(nèi)部的密鑰，然后核實(shí)安全數(shù)據(jù)庫中的密鑰并找到其許可協(xié)議。這樣就決定了歌曲以何種形式播放以及是否可以拷貝、販賣。同時，數(shù)據(jù)庫中的許可協(xié)議可以應(yīng)用戶要求隨時修改，使得AAC歌曲本身包含的版權(quán)信息也可以隨時更換。這是一種融合了版權(quán)的音樂技術(shù)，解決了MP3帶來的版權(quán)沖擊問題。

MP4技術(shù)的優(yōu)越性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MP3，因?yàn)樗m合多媒體技術(shù)的發(fā)展以及視聽欣賞的需求。但是，MP4是一種商品，它利用改良后的MPEG-2 AAC技術(shù)并強(qiáng)加上由出版公司直接授權(quán)的知識產(chǎn)權(quán)協(xié)議作為新的標(biāo)準(zhǔn)；而MP3是一種自由音樂格式，任何人都可以自由使用。此外，MP4實(shí)際上是由音樂出版界聯(lián)合授意的官方標(biāo)準(zhǔn)；MP3則是廣為流傳的民間標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，MP3的靈活和自由度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于MP4，這使得音樂發(fā)燒友們更傾向于使用MP3。更重要的一點(diǎn)是，MP3是目前最為流行的一種音樂格式，它占據(jù)著大量的網(wǎng)絡(luò)資源，這使得MP4的推廣普及難上加難。長遠(yuǎn)來看，MP4的流行是遲早的事（指其優(yōu)越的技術(shù)性）。但是如果MP4不改進(jìn)其技術(shù)構(gòu)成（即強(qiáng)加的版權(quán)信息）的話，那么當(dāng)自由的MP3使用了MPFG-2 AAC的技術(shù)后，勝負(fù)就很明顯了。

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