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MP3是什么

  MP3是一种音频压缩技术,其全称是动态影像专家压缩标准音频层面3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III),简称为MP3。它被设计用来大幅度地降低音频数据量。利用 MPEG Audio Layer 3 的技术,将音乐以1:10 甚至 1:12 的压缩率,压缩成容量较小的文件,而对于大多数用户来说重放的音质与最初的不压缩音频相比没有明显的下降。它是在1991年由位于德国埃尔朗根的研究组织Fraunhofer-Gesellschaft的一组工程师发明和标准化的。用MP3形式存储的音乐就叫作MP3音乐,能播放MP3音乐的机器就叫作MP3播放器。

简介

  MP3是利用人耳对高频声音信号不敏感的特性,将时域波形信号转换成频域信号,并划分成多个频段,对不同的频段使用不同的压缩率,对高频加大压缩比(甚至忽略信号)对低频信号使用小压缩比,保证信号不失真。这样一来就相当于抛弃人耳基本听不到的高频声音,只保留能听到的低频部分,从而将声音用1∶10甚至1∶12的压缩率压缩。由于这种压缩方式的全称叫MPEG Audio Layer3,所以人们把它简称为MP3。

  根据MPEG规范的说法,MPEG-4中的AAC(Advanced audio coding)将是MP3格式的下一代。MP3还分为耳机MP3和外放MP3两大类,传统MP3需要带耳机才有很好的音质,但是对人们的耳膜有所伤害,新型的MP3主要方向是外放MP3,对耳膜几乎没有任何伤害,从而得到人们的喜爱。

特点

  1.MP3是一个数据压缩格式。

  2.它丢弃掉脉冲编码调制(PCM)音频数据中对人类听觉不重要的数据(类似于JPEG是一个有损图像压缩),从而达到了小得多的文件大小。

  3.MP3音频可以按照不同的位速进行压缩,提供了在数据大小和声音质量之间进行权衡的一个范围。MP3格式使用了混合的转换机制将时域信号转换成频域信号。

  4.32波段多相积分滤波器(PQF)。

  5.36或者12 tap 改良离散余弦滤波器(MDCT);每个子波段大小可以在0...1和2...31之间独立选择。

  6.MP3不仅有广泛的用户端软件支持,也有很多的硬件支持比如便携式媒体播放器(指MP3播放器)DVDCD播放器。

专利问题

  Thomson Consumer Electronics在认可软件专利的国家控制着MPEG-1/2 Layer 3 专利的授权,这些国家包括美国和日本,欧盟国家不包括在内。Thomson积极地加强这些专利的保护。Thomson已经在欧盟国家被欧洲专利局授予软件专利,但是还不清楚它们是否会被那里的司法所加强。参见欧洲专利协定中的软件专利。

  关于Thomson专利文件、授权协议和费用的最新信息请参考它们的网站。

  在1998年9月,Fraunhofer Institute向几个MP3软件开发者发去了一封信声明“发布或者销售编码器或者解码器”需要授权。这封信宣称非经授权的产品“触犯了 Fraunhofer和THOMSON的专利权。制造、销售或者发布使用[MPEG Layer-3]标准或者我们专利的产品,你们需要从我们这里获得这些专利的授权协议。”

  这些专利问题极大地减慢了未经授权的MP3软件开发并且导致人们的注意力转向开发和欢迎其它如WMA和Ogg Vorbis这样的替代品。Windows开发系统的制造商微软公司从MP3专向它们自有的Windows Media格式以避免与专利相关的授权问题。直到那些关键的专利过期之前,未经授权的编码器和播放器在认可软件专利的国家看起来都是非法的。

  尽管有这些专利限制,永恒的MP3格式继续向前发展;这种现象的原因看起来是由如下因素带来的网络效应:

  * 熟悉这种格式,不知道有其它可选格式存在,

  * 这些可选格式没有普遍地明显超过MP3的优势这样一个现实,

  * 大量的MP3格式音乐,

  * 大量的使用这种格式的不同软件和硬件,

  * 没有DRM保护技术,这使得MP3文件可以很容易地修改、复制和通过网络重新发布,

  * 大多数家庭用户不知道或者不关心软件专利争端,通常这些争端与他们个人用途而选用MP3格式无关。

  另外,专利持有人不愿对于开源解码器加强授权费用的征收,这也带来了许多免费MP3解码器的发展。另外,尽管他们试图阻止发布编码器的二进制代码, Thomson已经宣布使用免费MP3编码器的个人用户将不需要支付费用。这样,尽管专利费是许多公司打算使用MP3格式时需要考虑的问题,对于用户来说并没有什么影响,这就带来了这种格式的广受欢迎。

  Sisvel S.p.A. 和它的美国子公司Audio MPEG, Inc. 以前曾经以侵犯MP3技术专利为由起诉Thomson,但是那些争端在2005年11月最终以Sisvel给Thomson MP3授权而结束。Motorola最近也与Audio MPEG签署了MP3的授权协议。由于Thomson和Sisvel都拥有他们声称编解码器必需的单独的专利,MP3专利的法律状态还不清晰。

  Fraunhofer的专利将在2010年4月到期,到了那时MP3算法将不再受专利保护。

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