MPEG (Moving Picture Experts Group — Группа экспертов по движущимся изображениям) разработала стандарты сжатия для видео. Подумайте о DVD или потоковой передаче в формате HDTV. Цель всегда была одной: минимизировать объем данных для передачи. Но на этом они не остановились.
Они обратили внимание на звук.
Так появился MPEG Audio Layer-3. Мы называем его MP3. Этот формат значительно сокращает количество байтов в песне, не вызывая заметного на слух снижения качества. Трек с CD объемом 32 МБ сжимается примерно до 3 МБ. Это огромное сокращение. Как это вообще возможно?
Наука, стоящая за сжатием
Чтобы создать эффективный алгоритм сжатия звука, инженеры изучили особенности человеческого слуха. Они использовали характеристики слуховой системы в качестве ориентира. Человеческое ухо имеет ограничения. Оно игнорирует определенные частоты. Некоторые тона оно воспринимает лучше других.
Исследователи поняли, что можно скрыть данные в этих «слепых зонах».
Если удалить из песни те части, которые ухо не заметит, качество не пострадает. По крайней мере, для слушателя. Вы отбрасываете неслышимые данные, а затем сжимаете оставшиеся с помощью стандартных методов. Результатом становится значительно меньший размер файла.
Действительно ли это звучит хорошо?
Версия песни в формате MP3 не полностью совпадает с оригиналом с CD. Цифровые биты различаются. Форма волны изменяется. Но она очень близка к оригиналу.
Сжатие аудио основано на психоакустике. Если ухо не может это услышать, данные можно отбросить.
Именно поэтому MP3 стал стандартом для распространения музыки в интернете. Вы получаете 90% качества за 10% стоимости хранения. Это работает, потому что формат использует слабости человеческого восприятия. Мы принимаем этот компромисс. Всегда принимали.
