Mp3

mp3 - Wikilingue - Encydia

Nota: Si busca el Mp3 Player, vea Mp3 Player.

MPEG-1 Audio Layer 3
Extensión del archivo	`.mp3`
MIME	`audio/mpeg`
Desarrollado por	Instituto Fraunhofer

El Mp3 (MPEG-1/2 Audio Layer 3) fue uno de los primeros tipos de compresión de áudio con pérdidas casi imperceptíveis al oído humano. Su tasa de compresión es medida en kbps (quilobits por segundo), siendo 128 kbps la calidad normalizada, en la cual la reducción del tamaño del archivo es de cerca de 90%, o sea, una razón de 10:1. La calidad puede llegar a hasta 320 kbps, la calidad máxima, en la cual la reducción del tamaño del archivo es de cerca de 25%, o sea, una razón de 4:1. Hay también otros niveles de calidad intermediarios como 192 kbps, 256 kbps, cuya elección depende de la relación coste-beneficio deseada donde el tamaño del archivo puede ser reducido en detrimento de la calidad/fidelidad del sonido.

El método de compresión con pérdidas empleado en la compresión del Mp3 consiste en retirar del áudio todo aquello que el oído humano normalmente no conseguiría percibir, debido a fenómenos de mascaramento de sonidos y de limitaciones de la audición humana (aunque personas con oído absoluto puedan percibir tales pérdidas).

El significado de la sigla

sección no cita ninguna fuente o referencia (desde Julio de 2008).
Ayude a mejorar este artículo providenciando fuentes fiables e independientes, insertándolas en el cuerpo del texto o en notas de rodapé. Encuentre fuentes: Google — noticias, libros, académico — Scirus

Mp3 es una abreviação de MPEG 1 Layer-3 (capa 3). Se trata de un patrón de archivos digitales de áudio establecido por el Moving Picture Experts Group (MPEG), grupo de trabajo de especialistas de Tecnología de la Información vinculado al ISO y a la CEI. Las capas se refieren al esquema de compresión de áudio del MPEG-1. Fueron proyectadas en número de 3, cada una con finalidades y capacidades diferentes. Mientras la capa 1, que da más pequeña compresión, se destina la utilización en ambientes de áudio profesional (estudios, emisoras de TELES , etc) donde el nivel de pérdida de calidad debe ser mínimo debido a la necesidad de reprocessamento, la capa 3 se destina al áudio que será usado por el cliente final. Como se espera que ese áudio no sufrirá nuevos ciclos de procesamiento, la compresión puede ser menos conservadora y aprovechar mejor las características psicoacústicas del sonido limitándose sólo por la calidad deseada para el oído humano.

La compresión típica de la capa 1 es de 4:1 la capa 2 es de 8:1 mientras a de la capa 3 es de 11:1. ES importante acordar que esa diferencia de la compresión no tiene nada a ver con una capa ser más avanzado que el otro tecnológicamente, pero sí con el objetivo de la aplicación del áudio ser procesado.

Un error común es confundir el Mp3 con MPEG-3. MPEG-3 es un formato muerto, pues el formato MPEG-4 el suplantou con muchas ventajas. Mientras el MPEG-3 debería haber sido un formato para compresión tanto de áudio como de vídeo, el Mp3 responde sólo por la tercera capa de compresión de áudio del MPEG-1.

Historia

Inicio de 1970 : El profesor Dieter Seitzer de la Universidad Erlangen-Nuremberg en la Alemania depara-si con el problema de transmitir habla en alta calidad a través de líneas telefónicas. Él inicia entonces un grupo de investigación en codificación de áudio.

Fin de 1970: En virtud del surgimento del ISDN (Integrated Service Digital Network) y cabos de hebra óptica para telecomunicaciones, mejorar la codificación de voz pareció poco importante, entonces el profesor Seitzer inició la investigación en codificación de señales de música.

1979: El grupo del profesor Seitzer desarrolló el primer procesador de señales digitales capaz de realizar la compresión de áudio. Uno de los estudiantes, Karlheinz Brandenburg, comenzó a implementar principios de la psicoacústica en la codificación de áudio.

1987: La Universidad Erlangen-Nuremberg realizó una parceria con el Instituto Fraunhofer.

1988: Se estableció el MPEG (Moving Picture Experts Group), grupo de trabajo de la ISO (International Organization sea Standardization) responsable por desarrollar patrones para la compresión de áudio y vídeo digitales.

1989: Brandenbeurg finalizó su tesis de doutorado donde presentaba el algoritmo OCF (Optimum Coding in the Frequency Domain). Tal codec poseía varias características de la actual tecnología Mp3 y era un sistema de tiempo real.

1991: Mejoras en el algoritmo OCF sumadas la contribuciones de la Universidad de Hannover, de entre otras, produjeron un nuevo codec de áudio llamado ASPEC (Adaptative Spectral Perceptual Entropy Coding). El ASPEC fue uno de los 14 trabajos enviados para la ISO como propuesta de codificación de áudio. Después de pruebas rigurosas, la ISO sugirió que la codificación de áudio presentaran 3 abordagens en escala de complejidad y eficiencia:

Layer 1 y Layer 2, más simple, basadas en un otro codec enviado a la ISO, el MUSICAN,

Layer 3 , de alta eficiencia y mayor complejidad, basada en el ASPEC.

El ASPEC evoluciona entonces para el codec Mp3 - MPEG-1 Layer 3.

1995: Los investigadores de Fraunhofer votaron ' .mp3 ' como la extensión de archivos MPEG Layer 3. Disponibilizou-si el codec del Layer 3 como shareware.

1997: Michael Robertson construye la web 'mp3.con', donde disponibiliza informaciones y todo más relacionado a la tecnología Mp3.

1998: Surgen los primeros players portátiles de Mp3, usando memoria flash.

2000: Surgen en el mercado de los EUA CD players con funcionalidades de mp3.

2006: En la Alemania , Mp3 genera más de 10.000 puestos de trabajo y aproximadamente 300 millones de euros de impuestos . Los alemanes gastan en media 1,5 bilhões de euros en Mp3 players y productos relacionados.^{[carece de fuentes?]}

Después de la grandiosa fama en internet , el Mp3 causó gran revolución en el mundo del entretenimiento. Así como el LP de vinil, el cassete de áudio y el CD, el Mp3 se fortaleció como un popular medio de distribución de canciones. La cuestión llave para entender todo el éxito del Mp3 se basa en el hecho de que, antes de él ser desarrollado, una música en el ordenador era almacenada en el formato WAV, que es el formato normalizado para archivo de sonido en PCs, llegando a ocupar decenas de megabytes en disco.

En la media, un minuto de música corresponde a 10 MB para una grabación de sonido de 16 bits estéreo con 44,1 KHz, lo que resulta en una gran complicación la distribución de músicas por ordenadores, principalmente por la Internet. Con el surgimento del Mp3 esa historia cambió, pues el formato permite almacenar músicas en el ordenador sin ocupar muy espacio y sin quitar la calidad sonora de las canciones. Generalmente, un minuto de música corresponde a cerca de 1 MB en Mp3. El Mp3 (MPEG-1/2 Audio Layer 3) fue uno de los primeros tipos de archivos a comprimir áudio con pérdida de datos, con eficiencia, de forma casi imperceptível al oído humano.

Al se popularizar, el formato Mp3 dejó consecuentemente la industria fonográfica preocupada con sus logros. El Mp3 alcanzó un éxito tan grande que, cuando las gravadoras se dieron cuenta, el formato ya estaba presente en millones de ordenadores en todo el mundo.

La cantante americana Suzanne Vega es considerada la "madre" del mp3. Un artículo^[1] publicado por New York Equipos, escrito por la propia cantante, revela que su voz, en la canción a cappella Tom's Diner, de 1986, sirvió de referencia auditiva para Brandenbeurg realizar los ajustes finales de los parâmetros de compresión del mp3. O sea, los mismos parâmetros empleados para que la voz de Suzanne Vega fuera oída de manera satisfactoria por Brandenbeurg en la canción Tom's Diner son los parâmetros empleados para la compresión de todo el áudio en el formato mp3 hasta hoy.

Principios

Las tasas de compresión alcanzadas por el Mp3 llegan a hasta 12 veces, dependiendo de la calidad deseada. Para hacer eso el Mp3 se utiliza, además de las técnicas habituales de compresión, de estudios de psicoacústica, siendo que estos permiten aprovecharse de las limitaciones e imperfeições de la audición humana.

La utilización de los límites de la audición humana se basa en tres principios básicos:

Rango de frecuencia audível de los seres humanos;
Umbral de audición en el rango de frecuencia audível;
Mascaramento en frecuencia y mascaramento temporal.

Rango de frecuencia audível humana: El oído humano, debido a sus limitaciones físicas, es capaz de detectar sonidos en un rango de frecuencia que varía de 20 Hz a 20 KHz, siendo que estos valores pueden variar de individuo para individuo y también con la edad (con el envelhecimento perdemos la capacidad de oír frecuencias más altas). De esta forma, no tiene sentido almacenar datos referentes a sonidos fuera de este rango de frecuencia, pues al sean reproducidos, los mismos no serán percibidos por un ser humano. Esta es la primera limitación de la audición humana del cual el sistema Mp3 hace uso para alcanzar altas tasas de compresión. En consonancia con el Teorema de Nyquist, para garantizar la reproducción de una señal, tenemos que amostrá-lo por lo menos la dos veces su frecuencia máxima. O sea, en este caso, como la frecuencia máxima de interés es 20 KHz, basta amostrar a 40 KHz. Se utilizan 44.100 Hz como tasa de amostragem, pues se llevan en consideración 10% de tolerancia y se busca un valor producto de los cuatro primeros números primos. (Obs. (2x3x5x7)^2 = 44100). De esta forma, esta tasa de amostragem funciona como un filtro pasa-bajas, que remueve todos los componentes de frecuencia fuera del rango de interés, en este caso, por encima de 20 Khz.

Umbral de audición en el rango de frecuencia audível: Otro factor utilizado por la codificación Mp3 es la curva de percepção de la audición humana dentro del rango de frecuencias audíveis, o umbral de audición. A pesar del rango de audición humana variar entre 20 Hz y 20 KHz, la sensibilidad para sonidos dentro de este rango no es uniforme. O sea, la percepção de la intensidad de un sonido varía con la frecuencia en que este se encuentra. De esta forma, el Mp3 se utiliza de esta propiedad para obtener compresión en archivos de áudios. Esta abordagem es bastante intuitiva, siendo que lo que se hace es descartar muestras que se encuentren abajo de este umbral.

Mascaramento en frecuencia y mascaramento temporal: Por fin, una última propiedad de la audición humana aún es utilizada por el método es el llamado mascaramento auditivo, o “audiabilidade disminuida de un sonido debido a la presencia de otro”, pudiendo este ser en frecuencia o el tiempo. El mascaramento en frecuencia ocurre cuando un sonido que normalmente podría ser oído es enmascarado por otro, de mayor intensidad, que se encuentra en una frecuencia próxima. O sea, el umbral de audición es modificado (aumentado) en la región próxima a la frecuencia del sonido que causa lo ocurrencia del mascaramento, siendo que esto se debe a la limitación de la percepção de frecuencias del oído humano. El mascaramento en frecuencia depende de la frecuencia en que la señal se encuentra, pudiendo variar de 100Hz a 4 KHz. En función de este comportamiento, lo que el método de compresión del Mp3 hace es identificar casos de mascaramento en frecuencia y descartar señales que no serán audíveis debido a este fenómeno. Además del mascaramento en frecuencia, tenemos aún el mascaramento el tiempo, siendo que este ocurre cuando un sonido fuerte es precedido por un más débil que se encuentra en una frecuencia próxima a la del primero. Si el intervalo de tiempo entre los dos sea suficientemente pequeño, este sonido más débil no será percibido por la audición humana. Si un sonido es enmascarado después de un sonido más fuerte, tenemos el llamado post-mascaramento. En el caso de un sonido ser enmascarado antes del sonido más fuerte, tenemos lo que llamamos de pre-mascaramento. El pre-mascaramento existe sólo por un corto momento, cerca de 20ms, mientras que el polvos-mascaramento tiene efecto por hasta 200ms. El método de compresión del Mp3 se utiliza por lo tanto de este fenómeno, identificando casos donde el mismo ocurre y descartando sonidos que serían enmascarados, lo que permite reducir la información de áudio considerablemente sin cambio audível.

Licencias y patentes

La Thomson Consumer Electronics controla el licenciamento de la patente del MPEG-1/2 Layer 3 en los pocos países que reconocen patentes de software , tales como Estados Unidos y Japón .

En septiembre de 1998 , el Instituto Fraunhofer envió un comunicado a diversos desenvolvedores de programas Mp3, exigiendo cobro de royalties por esa patente. El comunicado informaba que el licenciamento era necesario para "distribuir y/o vender decodificadores y/o codificadores", y que los productos no licenciados infringían los "derechos sobre la patente del Instituto Fraunhofer y de la Thomson. Para producir, vender y/o distribuir productos que se utilicen del patrón MPEG-1/2 Audio Layer 3 y, por lo tanto, de sus respectivas patentes, es necesario obtener una licencia."

Tal iniciativa reveló la necesidad de promover formatos realmente libres, como el patrón ogg vorbis.

De notar que pasados 20 años de la existencia del MPEG-1, y consecuentemente del Mp3, la licencia pasará a ser libre, haciéndose este codificador propiedad de la humanidad.

Streaming

El sistema empleado por el Mp3 también posibilita transmisiones por streaming, donde el archivo puede ser interpretado a medida que es hecho el download o en que es bajado (no es necesario que el archivo llegue entero para iniciar la reproducción ).