MP3音乐产生的原理
MP3全称是MPEG Layer 3,狭义上讲就是以MPEG Layer 3标准压缩编码的一种音频文件格式。谈到MP3音乐首先得涉及到ISO/MPEG标准。相信大家对MPEG一定不陌生，VCD就是应用MPEG编码压缩的动态视频流文件。由于MPEG编码的高压缩率，本来需要极大的存储空间的音视频数据在一张普通容量光盘上就可以放下了。一张VCD光盘最多可以保存74多分钟的活动画面，而且它的画质可以达到VHS录像带的水平，音质可以达到CD的水平。那么很自然的，大家会想到如果运用MPEG编码来压缩纯音频，可以达到什么效果呢？这就是MP3音乐产生的原理。
由于音频是多媒体的重要组成部分，因此在ISO/MPEG标准里就包含了音频压缩方面的标准。ISO/MPEG音频压缩标准里包括了三个使用高性能音频数据压缩方法的感知编码方案(perceptual coding schemes)。按照压缩质量(每Bit的声音效果)和编码方案的复杂程度分别是Layer 1、Layer 2、Layer 3。所有这三层的编码采用的基本结构是相同的。它们在采用传统的频谱分析和编码技术的基础上还应用了子带分析和心理噪声感知模型理论。也就是通过研究人耳和大脑听觉神经对音频失真的敏感度，在编码时先分析声音文件的波形，利用过滤器找出噪音电平(Noise Level)，然后滤去人耳不敏感的信号，通过矩阵量化的方式将余下的数据每一位打散排列，最后编码形成MPEG的文件。
MPEG语音编码具有很高的压缩率，我们通过计算可以知道一分钟CD音质(44100Hz＊16Bit＊2Stereo＊60Second)的WAVE文件如果未经压缩需要10兆左右的存储空间。而MPEG Layer 1和Layer 2这两层的压缩率分别可达1:4;1:6～8。而MPEG Layer 3的压缩率更是高达1:10～12,也就是说一般1分钟的CD音质的音乐经过MPEG Layer 3压缩编码可以压缩到1兆左右而基本保持不失真。这也就是我们所说的MP3音乐文件。
别小看一个MP3文件，它可是采用了最新的高科技手段才实现的。大家知道PC机上的WAV文件大多数是以PCM编码方式来保存声音数据。对于高保真的音乐可以采用44.1KHz采样频率，16Bit量化的数字化标准。这样的WAV文件的音质与CD是一样的 。如果用适当的工具软件来截取CD上的数字音频并保存为CD音质的WAV文件，然后进行MPEG Layer 3的压缩编码形成MP3文件，再用合适的解码软件对MP3解码。那么就可以形成一个节约大量存储空间，保持CD音质的整体解决方案。实际上采用MP3格式，在一张普通的光盘上能保存相当于10～12张CD上的音乐，使个人拥有一个音乐资料库的梦想成为现实。
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