stringtranslate.com

Аудио MPEG-1, уровень II

MPEG-1 Audio Layer II или MPEG-2 Audio Layer II ( MP2 , иногда неправильно называемый Musicam или MUSICAM ) [7] — это формат сжатия звука с потерями , определенный ISO/IEC 11172-3 наряду с MPEG-1 Audio Layer I и MPEG- 1 аудиоуровень III (MP3). Хотя MP3 гораздо более популярен для ПК и Интернет- приложений, MP2 остается доминирующим стандартом аудиовещания. [8]

История развития от MP2 к MP3

МУЗИКАМ

Кодирование MPEG-1 Audio Layer 2 было получено на основе аудиокодека MUSICAM ( адаптированный шаблон маскировки Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing ), разработанного Центром исследований телевидения и телекоммуникаций (CCETT), Philips и Институтом радиотехнических технологий (IRT). ) в 1989 году в рамках общеевропейской межправительственной инициативы по исследованиям и разработкам EUREKA 147 по разработке системы трансляции звука и данных на стационарные, портативные или мобильные приемники (основана в 1987 году).

Все началось как проект цифрового аудиовещания (DAB), которым руководил Эгон Мейер-Энгелен из Deutsche Forschungs- und Veruchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (позже названный Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Немецкий аэрокосмический центр) в Германии. Европейское Сообщество финансировало этот проект, широко известный как ЕС-147, с 1987 по 1994 год в рамках исследовательской программы ЭВРИКА .

Система Eureka 147 состояла из трех основных элементов: кодирование звука MUSICAM ( шаблон маскировки, универсальное интегрированное кодирование и мультиплексирование поддиапазонов ), кодирование и мультиплексирование передачи и модуляция COFDM. [9]

MUSICAM был одним из немногих кодеков, способных обеспечить высокое качество звука при скорости передачи данных в диапазоне от 64 до 192 кбит/с на монофонический канал. Он был разработан с учетом технических требований большинства приложений (в области радиовещания, телекоммуникаций и записи на цифровые носители данных) — низкая задержка, низкая сложность, устойчивость к ошибкам, короткие единицы доступа и т. д. [10] [11]

Перцепционный кодек MUSICAM, предшественник формата и технологии MP3, основан на целочисленном арифметическом преобразовании 32 поддиапазонов, управляемом психоакустической моделью. Он был в первую очередь разработан для цифрового аудиовещания и цифрового телевидения и был представлен CCETT (Франция) и IRT (Германия) в Атланте во время конференции IEEE-ICASSP. [12] Этот кодек, включенный в систему вещания с использованием модуляции COFDM, был продемонстрирован в эфире и на местах [13] совместно с Radio Canada и CRC Canada во время шоу NAB (Лас-Вегас) в 1991 году. Реализация аудиочасти этого Система вещания была основана на двухчиповом кодере (один для преобразования поддиапазонов, другой для психоакустической модели, разработанной командой Г. Столла (IRT Германия), позже известной как Psychoacoustic model I в аудиостандарте ISO MPEG) и реальном декодер времени с использованием одного чипа DSP Motorola 56001 с программным обеспечением для целочисленной арифметики, разработанным командой YF Dehery ( CCETT , Франция). Простота соответствующего декодера в сочетании с высоким качеством звука этого кодека, впервые использующего частоту дискретизации 48 кГц и входной формат 20 бит/выборка (наивысший доступный стандарт дискретизации 1991 года, совместимый с профессиональным цифровым стандартом AES/EBU). входной студийный стандарт) стали основными причинами, по которым позже характеристики MUSICAM были приняты в качестве основных функций для усовершенствованного кодека сжатия цифровой музыки, такого как MP3.

Алгоритм кодирования звука, используемый системой цифрового аудиовещания (DAB) Eureka 147, прошел процесс стандартизации в Экспертной группе ISO/Moving Pictures (MPEG) в 1989–94 годах. [14] [15] Кодирование звука MUSICAM использовалось в качестве основы для некоторых схем кодирования аудио MPEG-1 и MPEG-2. [16] Большинство ключевых функций MPEG-1 Audio были напрямую унаследованы от MUSICAM, включая банк фильтров, обработку во временной области, размеры аудиокадра и т. д. Однако были внесены улучшения, и фактический алгоритм MUSICAM не использовался в окончательной версии. Стандарт MPEG-1 Audio Layer II.

После завершения разработки MPEG-1 Audio и MPEG-2 Audio (в 1992 и 1994 годах) исходный алгоритм MUSICAM больше не используется. [7] [17] Название MUSICAM часто ошибочно используется, когда имеется в виду MPEG-1 Audio Layer II. Это может привести к некоторой путанице, поскольку название MUSICAM является торговой маркой разных компаний в разных регионах мира. [7] [17] [18] (Musicam — это название, используемое для MP2 в некоторых спецификациях Astra Digital Radio, а также в документах BBC DAB.)

В результате проекта Eureka 147 в 1995 году был опубликован европейский стандарт ETS 300 401 для DAB, который сейчас получил признание во всем мире. Стандарт DAB использует MPEG-1 Audio Layer II (ISO/IEC 11172-3) для частоты дискретизации 48 кГц и MPEG-2 Audio Layer II (ISO/IEC 13818-3) для частоты дискретизации 24 кГц. [19]

MPEG-аудио

В конце 1980-х годов Группа экспертов по движущимся изображениям ISO (MPEG) начала работу по стандартизации цифрового кодирования аудио и видео, которое, как ожидается, будет иметь широкий спектр приложений в цифровом радио- и телевещании (позже DAB , DMB , DVB ), а также использовать на CD-ROM (позже Video CD ). [20] Аудиокодирование MUSICAM было одним из 14 предложений по стандарту MPEG-1 Audio, которые были представлены ISO в 1989 году. [11] [16]

Стандарт MPEG-1 Audio был основан на существующих аудиоформатах MUSICAM и ASPEC. [21] Стандарт MPEG -1 Audio включал три звуковых «слоя» (методы кодирования), теперь известные как Layer I (MP1), Layer II (MP2) и Layer III (MP3). Все алгоритмы MPEG-1 Audio Layer I, II и III были одобрены в 1991 году как проект комитета ISO-11172 [22] [23] [24] и окончательно доработаны в 1992 году [25] как часть MPEG-1 , первого стандартный набор от MPEG , результатом которого стал международный стандарт ISO / IEC 11172-3 (он же MPEG-1 Audio или MPEG-1 Part 3 ), опубликованный в 1993 году. [4] Дальнейшая работа над звуком MPEG [26] была завершена в 1994 году. как часть второго набора стандартов MPEG, MPEG-2 , более формально известного как международный стандарт ISO/IEC 13818-3 (также известный как MPEG-2 Part 3 или обратно совместимый MPEG-2 Audio или MPEG-2 Audio BC [27] ). , первоначально опубликованный в 1995 году. [5] [28] MPEG-2 Part 3 (ISO/IEC 13818-3) определил дополнительные скорости передачи данных и частоты дискретизации для MPEG-1 Audio Layer I, II и III. Новые частоты дискретизации составляют ровно половину тех, которые изначально были определены для MPEG-1 Audio. MPEG-2 Part 3 также улучшил звук MPEG-1, позволив кодировать аудиопрограммы с более чем двумя каналами, вплоть до многоканального 5.1. [26]

Компонент Layer III ( MP3 ) использует алгоритм сжатия с потерями , который был разработан для значительного уменьшения объема данных, необходимых для представления аудиозаписи и звучания как достойное воспроизведение исходного несжатого звука для большинства слушателей.

Премия Эмми в области инженерии

CCETT (Франция), IRT (Германия) и Philips (Нидерланды) получили премию «Эмми» в области инженерии 2000 года за разработку системы двухканального сжатия цифрового звука, известной как Musicam или MPEG Audio Layer II. [29] [30]

Технические характеристики

MPEG-1 Audio Layer II определен в ISO/IEC 11172-3 (MPEG-1, часть 3).

Расширение было предоставлено в MPEG-2 Audio Layer II и определено в ISO/IEC 13818-3 (MPEG-2, часть 3) [31] [32]

Формат основан на последовательных цифровых кадрах из 1152 интервалов дискретизации с четырьмя возможными форматами:

Переменная скорость передачи данных

Звук MPEG может иметь переменную скорость передачи данных (VBR), но он не получил широкого распространения. Уровень II может использовать метод, называемый переключением скорости передачи данных. Каждый кадр может быть создан с разной скоростью передачи данных. [32] [33] Согласно ISO/IEC 11172-3:1993, раздел 2.4.2.3: Чтобы обеспечить наименьшую возможную задержку и сложность, декодер (аудио MPEG) не обязан поддерживать плавно изменяющуюся скорость передачи данных в слое. Я или II. [34]

Как работает формат MP2

Приложения MP2

Часть стандартов цифрового радио DAB и цифрового телевидения DVB .

Уровень II обычно используется в индустрии вещания для распространения живого звука через спутники, соединения ISDN и IP-сети, а также для хранения звука в системах цифрового воспроизведения. Примером может служить система распространения программ PRSS Content Depot компании NPR . Content Depot распространяет аудио MPEG-1 L2 в оболочке Broadcast Wave File. MPEG2 с заголовками RIFF (используется в ) указан в стандартах RIFF/WAV. В результате проигрыватель Windows Media напрямую воспроизводит файлы Content Depot, однако менее умные проигрыватели часто этого не делают. Поскольку процесс кодирования и декодирования был бы значительным расходом ресурсов ЦП в первых поколениях систем воспроизведения вещания, профессиональные системы воспроизведения вещания обычно реализуют кодек аппаратно, например, делегируя задачу кодирования и декодирования совместимой звуковой карте, а не чем системный процессор..wav.wav

Все проигрыватели DVD-Video в странах PAL содержат стереодекодеры MP2, что делает MP2 возможным конкурентом Dolby Digital на этих рынках. Проигрыватели DVD-Video в странах NTSC не обязаны декодировать звук MP2, хотя большинство из них это делают. Хотя некоторые устройства записи DVD сохраняют звук в формате MP2, и многие DVD, созданные потребителями, используют этот формат, коммерческие DVD со саундтреками в формате MP2 встречаются редко.

MPEG-1 Audio Layer II — это стандартный аудиоформат, используемый в форматах Video CD и Super Video CD (VCD и SVCD также поддерживают переменную скорость передачи данных и многоканальный MPEG , добавленный MPEG-2).

MPEG-1 Audio Layer II — это стандартный аудиоформат, используемый в стандарте MHP для телеприставок.

MPEG-1 Audio Layer II — это аудиоформат, используемый в видеокамерах HDV .

Файлы MP2 совместимы с некоторыми портативными аудиоплеерами .

Именование и расширения

Термин MP2 и расширение имени файла .mp2 обычно относятся к данным MPEG-1 Audio Layer II, но также могут относиться к MPEG-2 Audio Layer II , расширению, преимущественно обратно совместимому, которое добавляет поддержку многоканального звука , кодирования с переменной скоростью передачи данных и дополнительных частот дискретизации. определено в ISO/IEC 13818-3. Аббревиатура MP2 также иногда ошибочно применяется к видео MPEG-2 или аудио MPEG-2 AAC .

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Нильссон, Мартин (ноябрь 2000 г.). «Тип носителя audio/mpeg — RFC 3003». IETF . Проверено 7 декабря 2009 г.
  2. ^ Хошка, Филипп; Каснер, Стивен Л. (июль 2003 г.). «Регистрация типа MIME форматов полезной нагрузки RTP - RFC 3555». IETF . Проверено 7 декабря 2009 г.
  3. ^ Патель К., Смит BC, Роу Л.А. (1 сентября 1993 г.). «Производительность программного видеодекодера MPEG». Материалы первой международной конференции ACM по мультимедиа-МУЛЬТИМЕДИА'93 . АКМ Мультимедиа. Нью-Йорк: Ассоциация вычислительной техники. стр. 75–82. дои : 10.1145/166266.166274. ISBN 978-0-89791-596-0. S2CID  3773268.Ссылка 3 в документе относится к проекту комитета стандарта ISO/IEC 11172 от 6 декабря 1991 г.
  4. ^ ab «ISO/IEC 11172-3:1993 – Информационные технологии. Кодирование движущихся изображений и связанного с ними звука для цифровых носителей информации со скоростью примерно до 1,5 Мбит/с. Часть 3: Аудио». ИСО. 1993 год . Проверено 14 июля 2010 г.
  5. ^ ab «ISO/IEC 13818-3:1995 – Информационные технологии. Общее кодирование движущихся изображений и связанной с ними аудиоинформации. Часть 3: Аудио». ИСО. 1995 . Проверено 14 июля 2010 г.
  6. ^ Кодирование звука MPEG-1 и MPEG-2 Layer II (частичный черновик). Устойчивость цифровых форматов. Вашингтон, округ Колумбия: Библиотека Конгресса. 17 мая 2012 года . Проверено 1 декабря 2021 г.
  7. ^ abc «Часто задаваемые вопросы по MPEG Audio, версия 9» . 1998 год . Проверено 22 августа 2010 г.
  8. ^ Техопедия (16 февраля 2015 г.). «MPEG-1 Audio Layer II (MP2)». techopedia.com . Проверено 17 марта 2022 г.
  9. ^ Эй Джей Бауэр (1998). «Цифровое радио — система Eureka 147 DAB». Великобритания: Би-би-си . Проверено 22 августа 2010 г.
  10. ^ Дехери, Ю.Ф.; Левер, М.; Уркун, П. (1991). «Исходный кодек MUSICAM для цифрового аудиовещания и хранения». [Материалы] ICASSP 91: Международная конференция 1991 года по акустике, речи и обработке сигналов . С. 3605–3608 т.5. дои : 10.1109/ICASSP.1991.151054. ISBN 0-7803-0003-3. S2CID  62615197.
  11. ^ ab «Электронная библиотека AES - исходное кодирование Musicam» . 1991 год . Проверено 22 августа 2010 г.
  12. ^ Дехери, Ю.Ф.; Левер, М.; Уркун, П. (май 1991 г.). Исходный кодек MUSICAM для цифрового аудиовещания и хранения . [Материалы] ICASSP 91: Международная конференция 1991 года по акустике, речи и обработке сигналов . стр. 3605–3608. дои : 10.1109/ICASSP.1991.151054. ISBN 0-7803-0003-3.
  13. ^ Бокс, Алан (15 апреля 1991 г.). «Комментарий DAB от Алана Бокса, EZ Communication и председателя оперативной группы NAB DAB» (PDF) . Вещание . Том. 150, нет. 15. с. 26.
  14. ^ Цифровое аудиовещание (DAB); DAB для мобильных, портативных и стационарных приемников - Подробная информация о рабочем объекте DE/JTC-DAB - ETS 300 401, 15 февраля 1995 г. , получено 23 августа 2010 г.
  15. ^ DAB - Планирование услуг для наземного цифрового аудиовещания (PDF) , 1992 г., заархивировано из оригинала (PDF) 4 мая 2005 г. , получено 22 августа 2010 г.
  16. ^ ab «Отчет о состоянии ISO MPEG - сентябрь 1990 г.» . 1990. Архивировано из оригинала 14 февраля 2010 г. Проверено 22 августа 2010 г.
  17. ^ ab Telos Systems. «Факты о сжатии MPEG». Архивировано из оригинала 8 мая 2001 г. Проверено 22 августа 2010 г.
  18. ^ МУЗИКАМ США. «Часто задаваемые вопросы по MUSICAM USA – Разве MUSICAM не является просто вашей реализацией ISO/MPEG Layer 2?» . Проверено 23 августа 2010 г.
  19. ^ Системы радиовещания; Цифровое аудиовещание (DAB) на мобильные, портативные и стационарные приемники. Подробности рабочего объекта «REN/JTC-DAB-36» — EN 300 401, 15 июня 2006 г. , получено 23 августа 2010 г.
  20. ^ Кьярильоне, Леонардо (октябрь 1989 г.). «Пресс-релиз MPEG». Курихама: Группа экспертов по движущимся изображениям . Архивировано из оригинала 5 августа 2010 г..
  21. ^ Технология цифрового видео- и аудиовещания: Практическое инженерное руководство (сигналы и коммуникационные технологии) ISBN 3-540-76357-0 стр. 144: «В 1988 году метод MASCAM был разработан в Институте радиовещания (IRT) в Мюнхене в рамках подготовки к системе цифрового аудиовещания (DAB). Из MASCAM произошел MUSICAM (шаблон маскировки, универсальное интегрированное кодирование поддиапазонов и мультиплексирование). Метод был разработан в 1989 году в сотрудничестве с CCETT, Philips и Matsushita». 
  22. ^ Кьяриглионе, Леонардо (ноябрь 1991 г.). «Пресс-релиз MPEG». Курихама: Группа экспертов по движущимся изображениям . Архивировано из оригинала 3 мая 2011 г. Проверено 17 июля 2010 г.
  23. ^ ИСО (ноябрь 1991 г.). «CD 11172-3 - Кодирование движущихся изображений и связанного с ними аудио для цифровых носителей информации со скоростью примерно до 1,5 Мбит / с, часть 3, аудио». Neuron2.net. Архивировано из оригинала (DOC) 11 июня 2010 года . Проверено 17 июля 2010 г.
  24. ^ Патель, Кетан; Смит, Брайан С.; Роу, Лоуренс А. Производительность программного декодера видео MPEG (PDF) . Конференция ACM Multimedia 1993.Ссылка 3 на статью: «ISO/IEC JTC/SC29, «Кодированное представление изображения, аудио и мультимедийной/гипермедийной информации», проект комитета стандарта ISO/IEC 11172 , 6 декабря 1991 г.».
  25. ^ ИСО (11 ноября 1992 г.). «Пресс-релиз MPEG, Лондон, 6 ноября 1992 г.». Chiariglione.org . Архивировано из оригинала 12 августа 2010 года . Проверено 17 июля 2010 г.
  26. ^ ab «Пресс-релиз - принято на 22-м заседании WG11» (пресс-релиз). Международная Организация Стандартизации . 2 апреля 1993 г. Архивировано из оригинала 6 августа 2010 г. Проверено 18 июля 2010 г.
  27. ^ ИСО (октябрь 1998 г.). «Часто задаваемые вопросы по MPEG Audio, версия 9 — MPEG-1 и MPEG-2 BC». ИСО . Проверено 28 октября 2009 г.
  28. ^ Бранденбург, Карлхайнц; Боси, Марина (февраль 1997 г.). «Обзор MPEG Audio: текущие и будущие стандарты кодирования звука с низкой скоростью передачи данных». Журнал Общества аудиоинженеров . 45 (1/2): 4–21 . Проверено 30 июня 2008 г.
  29. ^ Национальная академия телевизионных искусств и наук, Награда за выдающиеся достижения в области технического/инженерного развития (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 14 апреля 2010 г. , получено 1 августа 2010 г.
  30. ^ «CCETT - DAB: Цифровое аудиовещание (архив веб-сайта)» . 11 февраля 2001 г. Архивировано из оригинала 11 февраля 2001 г. Проверено 1 августа 2010 г.
  31. ^ Вернер Омен, Леон ван де Керкхоф. «Аудио уровень MPEG-2 I/II». chiariglione.org . Проверено 29 декабря 2009 г.
  32. ^ ab Предраг Супурович (сентябрь 1998 г.). «Заголовок аудиокадра MPEG» . Проверено 11 июля 2009 г.
  33. ^ Подгруппа ISO MPEG Audio, Часто задаваемые вопросы по MPEG Audio, версия 9, MPEG-1 и MPEG-2 BC, получено 11 июля 2009 г.
  34. ^ TwoLAME: MPEG Audio Layer II VBR, получено 11 июля 2009 г.

Рекомендации

Внешние ссылки