1、 同組組員：同組組員：（9203100B 謝典男，9203904B 林維倫，9103028B 許維凱9203088B 莊佳軒）MP3是一個是一個數據壓縮數據壓縮格式。它丟棄掉格式。它丟棄掉脈衝編碼調脈衝編碼調製製（PCM）音頻數據中對人類聽覺不重要的數據）音頻數據中對人類聽覺不重要的數據（類似於（類似於JPEG是一個有損圖像壓縮），從而達是一個有損圖像壓縮），從而達到了小得多的文件大小。到了小得多的文件大小。在在MP3中使用了許多技術其中包括中使用了許多技術其中包括心理聲學心理聲學以確以確定音頻的哪一部分可以丟棄。定音頻的哪一部分可以丟棄。MP3音頻可以按照音頻可以按照不同的不同的位元率位元率
2、進行壓縮，提供了在數據大小和聲進行壓縮，提供了在數據大小和聲音質量之間進行權衡的一個範圍。音質量之間進行權衡的一個範圍。Mp3概觀概觀MP3格式使用了混合的轉換機制將時域信格式使用了混合的轉換機制將時域信號轉換成頻域信號：號轉換成頻域信號：32波段波段多相積分濾波器多相積分濾波器(PQF)36或者或者12 tap 改良離散餘弦濾波器改良離散餘弦濾波器(MDCT)；每個子波段大小可以在每個子波段大小可以在0.1和和2.31之間獨之間獨立選擇立選擇 混疊混疊衰減後處理衰減後處理 根據根據MPEG規範的說法，規範的說法，MPEG-4中的中的AAC（Advanced audio coding）將是）將
3、是MP3格式格式的下一代，儘管有許多創造和推廣其他格式的下一代，儘管有許多創造和推廣其他格式的重要努力。然而，由於的重要努力。然而，由於MP3的空前的流行，的空前的流行，任何其他格式的成功在目前來說都是不太可任何其他格式的成功在目前來說都是不太可能的。能的。MP3不僅有廣泛的用戶端軟體支持，不僅有廣泛的用戶端軟體支持，也有很多的硬體支持比如攜帶型也有很多的硬體支持比如攜帶型數位音頻播數位音頻播放器放器（指（指MP3播放器）播放器）DVD和和CD播放器。播放器。Mp3的發展的發展MPEG-1 Audio Layer 2編碼開始時是編碼開始時是德國德國Deutsche Forschungs-und
4、 Versuchsanstalt fr Luft-und Raumfahrt（後來稱為（後來稱為Deutsches Zentrum fr Luft-und Raumfahrt,德國太空中德國太空中心心）Egon Meier-Engelen管理的管理的數位音頻廣播數位音頻廣播（DAB）項目。這個項目是歐盟作為）項目。這個項目是歐盟作為EUREKA研究項目資助的，它的名字通常稱為研究項目資助的，它的名字通常稱為EU-147。EU-147 的研究期間是的研究期間是1987年到年到1994年。年。右圖為右圖為:Personal DAB Digital Radio 到了到了1991年年，就已經出現了兩個
5、提案：，就已經出現了兩個提案：Musicam（稱為（稱為Layer 2）和）和ASPEC（自適應頻譜感知熵編碼自適應頻譜感知熵編碼）。）。荷蘭荷蘭飛利飛利浦浦公司、法國公司、法國CCETT和德國和德國Institut fr Rundfunktechnik提出的提出的Musicam方法由於它的簡單、出錯時的健壯性以及在方法由於它的簡單、出錯時的健壯性以及在高質量壓縮時較少的計算量而被選中。基於高質量壓縮時較少的計算量而被選中。基於子帶編碼子帶編碼的的Musicam格式是確定格式是確定MPEG音頻壓縮格式（採樣率、幀結構、音頻壓縮格式（採樣率、幀結構、數據頭、每幀採樣點）的一個關鍵因素。這項技術和
6、它的設數據頭、每幀採樣點）的一個關鍵因素。這項技術和它的設計思路完全融合到了計思路完全融合到了ISO MPEG Audio Layer I、II 以及後來以及後來的的Layer III（MP3）格式的定義中。在）格式的定義中。在Mussmann教授（教授（漢漢諾瓦大學諾瓦大學）的主持下，標準的制定由）的主持下，標準的制定由Leon van de Kerkhof（Layer I）和）和Gerhard Stoll（Layer II）完成。）完成。MusicamASPEC1991提案提案2提案提案1一個由一個由荷蘭荷蘭Leon Van de Kerkhof、德國、德國Gerhard Stoll、法國
7、、法國Yves-Franois Dehery和德國和德國Karlheinz Brandenburg 組成的組成的工作工作小組小組吸收了吸收了Musicam和和ASPEC的設計思想，的設計思想，並添加了他們自己的設計思想從而開發出了並添加了他們自己的設計思想從而開發出了MP3，MP3能夠在能夠在128kbit/s達到達到MP2 192kbit/s 音質。音質。MusicamASPEC吸收荷蘭Leon Van de Kerkhof德國Gerhard Stoll法國Yves-Franois Dehery德國Karlheinz Brandenburg開發MP3128kbit/s192kbit/s所有這
8、些演算法最終都在所有這些演算法最終都在1992年年成為了成為了MPEG的第一個標準組的第一個標準組MPEG-1的一部分，並的一部分，並且生成了且生成了1993年年公佈的國際標準公佈的國際標準ISO/IEC 11172-3。MPEG音頻上的更進一步的工作最音頻上的更進一步的工作最終成為了終成為了1994年年制定的第二個制定的第二個MPEG標準組標準組MPEG-2標準的一部分，這個標準正式的稱標準的一部分，這個標準正式的稱呼是呼是1995年年首次公佈的首次公佈的ISO/IEC 13818-3。1992-1993-1994-1995-編碼器的壓縮效率通常由位元率定義，因為編碼器的壓縮效率通常由位元率
9、定義，因為壓縮率依賴於位數（壓縮率依賴於位數（:en:bit depth）和輸入）和輸入信號的信號的採樣率採樣率。然而，經常有產品使用。然而，經常有產品使用CD參參數（數（44.1kHz、兩個通道、每通道、兩個通道、每通道16位或者位或者稱為稱為2x16位）作為壓縮率參考，使用這個參位）作為壓縮率參考，使用這個參考的壓縮率通常較高，這也說明了考的壓縮率通常較高，這也說明了壓縮率壓縮率對對於有損壓縮存在的問題。於有損壓縮存在的問題。Karlheinz Brandenburg使用使用CD介質的介質的Suzanne Vega的歌曲的歌曲Toms Diner來評價來評價MP3壓縮演算法壓縮演算法。使用
10、這首歌是因為這首歌的柔和、簡單旋律使得在使用這首歌是因為這首歌的柔和、簡單旋律使得在回放時更容易聽到壓縮格式中的缺陷。一些人開玩回放時更容易聽到壓縮格式中的缺陷。一些人開玩笑地將笑地將Suzanne Vega稱為稱為MP3之母。來自於之母。來自於EBU V3/SQAM參考參考CD的更多一些嚴肅和的更多一些嚴肅和critical 音頻選段音頻選段(glockenspiel,三角鐵三角鐵,手風琴手風琴,.)被專業被專業音頻工程師用來評價音頻工程師用來評價MPEG音頻格式的主觀感受質音頻格式的主觀感受質量。量。為了生成位相容的為了生成位相容的MPEG Audio文件（文件（Layer 1、Layer
11、 2、Layer 3），），ISO MPEG Audio委員會成員用委員會成員用C語言開發的一個語言開發的一個稱為稱為ISO 11172-5的參考模擬軟體。在一些非實時作業系統上它的參考模擬軟體。在一些非實時作業系統上它能夠演示第一款壓縮音頻基於能夠演示第一款壓縮音頻基於DSP的實時硬體解碼。一些其它的實時硬體解碼。一些其它的的MPEG Audio實時開發出來用於面向消費接收機和機頂盒的實時開發出來用於面向消費接收機和機頂盒的數字廣播（無線電數字廣播（無線電DAB和電視和電視DVB）。）。後來，後來，1994年年7月月7日日Fraunhofer-Gesellschaft發佈了第一個稱為發佈了第
12、一個稱為l3enc的的MP3編碼器。編碼器。Fraunhofer開發組在開發組在1995年年7月月14日日選定選定擴展名擴展名.mp3（以前擴（以前擴展名是展名是.bit）。使用第一款實時軟體）。使用第一款實時軟體MP3播放器播放器Winplay3（1995年年9月月9日發佈）許多人能夠在自己的個人電腦上編碼和日發佈）許多人能夠在自己的個人電腦上編碼和回放回放MP3文件。由於當時的文件。由於當時的硬碟硬碟相對較小（如相對較小（如500MB），這項），這項技術對於在電腦上存儲娛樂音樂來說是至關重要的。技術對於在電腦上存儲娛樂音樂來說是至關重要的。MP3 走向大眾走向大眾 1993年年10月月，M
13、P2(MPEG-1 Audio Layer 2)文件在文件在網際網路網際網路上出現，它們經上出現，它們經常使用常使用Xing MPEG Audio Player播放，播放，後來又出現了後來又出現了Tobias Bading為為Unix開發開發的的MAPlay。MAPlay於於1994年年2月月22日首次發佈，日首次發佈，現在已經移植到現在已經移植到微軟視窗微軟視窗平臺上。平臺上。剛開始僅有的剛開始僅有的MP2編碼器產品是編碼器產品是Xing Encoder和和CDDA2WAV，CDDA2WAV是一個將是一個將CD音軌轉換成音軌轉換成WAV格式的格式的CD抓取器。抓取器。Internet Und
14、erground Music Archive（IUMA）通常被認為）通常被認為是線上音樂革命的鼻祖，是線上音樂革命的鼻祖，IUMA是網際網路上第一個高保真音是網際網路上第一個高保真音樂網站，在樂網站，在MP3和網路流行之前它有數千首授權的和網路流行之前它有數千首授權的MP2錄音。錄音。MP2、MP3與網際網路與網際網路 從從1995年年上半年開始直到整個九十年代後期，上半年開始直到整個九十年代後期，MP3開始在開始在網網際網路際網路上蓬勃發展。上蓬勃發展。MP3的流行主要得益於如的流行主要得益於如Nullsoft於於1997年年發佈的發佈的Winamp和和Napster於於1999年年發佈的發
15、佈的Napster這樣的這樣的公司和軟體包的成功，並且它們相互促進發展。這些程序使得公司和軟體包的成功，並且它們相互促進發展。這些程序使得普通用戶很容易地播放、製作、共享和收集普通用戶很容易地播放、製作、共享和收集MP3文件。文件。關於關於MP3文件的文件的點對點技術點對點技術檔案分享檔案分享的爭論在最近幾年的爭論在最近幾年迅速蔓延迅速蔓延這主要是由於壓縮使得檔案分享成為可能，這主要是由於壓縮使得檔案分享成為可能，未經壓縮的文件過於龐大難於共享。由於未經壓縮的文件過於龐大難於共享。由於MP3文件通過文件通過網際網路大量傳播一些主要唱片廠商通過法律起訴網際網路大量傳播一些主要唱片廠商通過法律起訴
16、Napster來保護它們的來保護它們的版權版權（參見（參見知識產權知識產權）。）。如如iTunes Store這樣的商業線上音樂發行服務通常選擇這樣的商業線上音樂發行服務通常選擇其它或者專有的支持其它或者專有的支持數位版權管理數位版權管理（DRM）的音樂文）的音樂文件格式以控制和限制數字音樂的使用。支持件格式以控制和限制數字音樂的使用。支持DRM的格的格式的使用是為了防止受式的使用是為了防止受版權版權保護的素材免被保護的素材免被侵犯版權侵犯版權，但是大多數的保護機制都能被一些方法破解。這些方法但是大多數的保護機制都能被一些方法破解。這些方法能夠被電腦高手用來生成能夠自由複製的解鎖文件。如能夠被
17、電腦高手用來生成能夠自由複製的解鎖文件。如果希望得到一個壓縮的音頻文件，這個錄製的音頻流必果希望得到一個壓縮的音頻文件，這個錄製的音頻流必須進行壓縮並且帶來音質的降低。須進行壓縮並且帶來音質的降低。相關資料來源:http:/en.wikipedia.org/wiki/MP3http:/userwww.sfsu.edu/lazo/itec745/mp3/http:/ 147EUREKA尤里卡計劃MPEGMPEG-2MPEG-4DRM(數位版權管理)ISOIECITunes_Store數位著作權管理（簡稱：DRM）WinampNapster點對點技術（peer-to-peer，簡稱P2P）UNIX飛利浦公司Fraunhofer-Gesellschaft
