چطور mp۳ کار می‌کند؟

اگر موسیقی روی CD ضبط می‌کنید بهتر است بدانید که CD فایل‌های صوتی را با ۴۴۱۰۰ سمپل (Sample) و ۱۶ بیت در ثانیه در دو کانال (برای پخش استریو) ضبط می‌کند.
تمام این ارقام این معنی را می‌دهند که …

اگر موسیقی روی CD ضبط می‌کنید بهتر است بدانید که CD فایل‌های صوتی را با ۴۴۱۰۰ سمپل (Sample) و ۱۶ بیت در ثانیه در دو کانال (برای پخش استریو) ضبط می‌کند.

تمام این ارقام این معنی را می‌دهند که یک دقیقه موزیک ۱۰ میلیون بایت نیاز دارد و برای ضبط تنها یک موزیک ۳ دقیقه‌ای به ۳۰ مگابایت فضا نیاز داریم. اگر تا به حال موزیکی از اینترنت دانلود کرده باشید متوجه می‌شوید که این مقدار برای یک موزیک ۳ دقیقه‌ای زیاد است و ممکن است ساعت‌ها انتقال آن طول بکشد.

گروه متخصصان تصاویر متحرک(MPEG(The Moving Picture Experts Group سیستم فشرده سازی فایل‌های چند رسانه‌ای به نام MPEG را ساخته‌اند که در ساخت DVD و سیستم ضبط و پخش HDTV از آن استفاده می‌شود.

سیستم MPEG دارای یک لایه دیگر برای فشرده سازی موسیقی است که ما آن را به نام MP۳ که کوتاه شده نام MPEG Audio Layer ۳ است؛ می‌شناسیم.

MP۳ می‌تواند موزیک‌ها را تا ۱۰ و ۱۲ برابر فشرده کند. به این ترتیب همان فایل ۳ دقیقه‌ای ۳۰ مگابایتی به فایلی ۳ مگابایتی با کیفیتی تقریباً مشابه CD تبدیل می‌شود.

حال بیایید نگاهی دقیق‌تر به فن‌آوری MP۳ بیندازیم.

MP۳ تعداد بیت‌ها را کم می‌کند. ولی چگونه؟ برای فشرده کردن فایل‌ها از الگریتم‌های مخصوصی استفاده می‌کنیم. برای مثال برای فشرده کردن عکس‌ها به فرمت GIF و JPEG از الگوریتم‌های فشرده سازی تصاویر استفاده می‌کنیم.

الگوریتم فشرده سازی صدا به Perceptual با ادراکی معروف است. به این دلیل که MP۳ از قابلیت‌های شنوایی گوش انسان برای فشرده سازی صدا استفاده می‌کند. برای مثال:

صداهایی وجود دارند که گوش ما قادر به شنیدن آن‌ها نیست.

از سوی دیگر صداهایی هستند که کوش ما آن‌ها را بهتر از بقیه صداها می‌شنود.

اگر دو صدا همزمان پخش شوند؛ گوش ما تنها صدایی را که بلندتر است را می‌شنود.

به این ترتیب و با استفاده از این گونه حقایق؛ الگوریتم MP۳ صداهایی را که فراتر از توان شنوایی انسان هستند را از بین می‌برد و به این صورت قسمت‌هایی از فایل که تأثیر زیادی در کیفیت صدا ندارند را حذف می‌کند. در عوض بقیه قسمت‌هایی که توسط گوش انسان شنیده می‌شود با دقت بیشتری ضبط می‌شود و به این ترتیب کیفیت صدا تا حد قابل قبولی ثابت می‌ماند.

به این ترتیب انجمن فرانهوفر (Fraunhofer) در سال ۱۹۹۴ اولین برنامه مبدل MP۳ را عرضه کرد و فایل‌های MP۳ با پسوند bit. به عرصه فن آوری قدم گذاردند. یک سال بعد پسوند bit. جای خود را به mp۳. داد.

در طی سال‌های اخیر و با پر رنگ‌تر شدن امتیاز‌های دیجیتالی یا Patent؛ فن آوری mp۳ نیز تحت تأثیر این جریان توسط چند شرکت و موسسه امتیاز دهی شده است. موسسه فرانهوفر که یک موسسه علمی در آلمان است و در زمینه علوم کاربردی نیز تحقیق انجام می‌دهد و یکی از پیشگامان توسعه فن آوری‌های MPEG است با همکاری شرکت خدمات دیجیتالی به نام تامسون تصمیم به اعمال قوانین امتیاز این فن آوری در اروپا و آمریکا گرفته است و در باقی کشور‌هایی که امتیازات این شرکت‌ها ثبت شده است نیز این قوانین اعمال می‌شوند.

رشید عسگری