- MP3: Guide e consigli sull'audio digitale compresso -
La vera rivoluzione che ha dato il via alla divulgazione massiccia di connessioni a banda larga ed al fenomeno del file sharing (condivisione di file) è sicuramente stata l'invezione del codec di compressione audio chiamato MP3.
La codifica MPEG-1/2 Layer 2 iniziò come progetto presso la DAB e promosso dalla Fraunhofer IIS-A. Venne finanziato dall'Unione Europea come parte di un programma di ricerca più vasto chiamato EUREKA comunemente conosciuto con il codice EU-147.
EU-147 fu attivo dal 1987 al 1994. Nel 1991 vennero fatte due proposte per uno standard disponibile: Musicam (conosciuto come Layer II) e ASPEC (Adaptative Spectral Perceptual Entropy Coding) (con analogie con l'MP3).
Venne scelto Musicam a causa della sua semplicità e della sua affidabilità. Un gruppo di lavoro condotto da Karlheinz Brandenburg e Jürgen Herre fece confluire gli studi su Musicam e ASPEC con alcune loro idee e creò l'MP3, che fu progettato per realizzare la stessa qualità a 128 kbit/s dell'MP2 a 192 kbit/s.
Per capire ancora meglio ciò che rappresenta il mondo degli MP3 abbiamo raccolto delle guide sulla storia, l'utilizzo e le possibilità offerte!
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In rilievo : I CODEC MP3
Iniziamo con l'analisi del nome che è il frutto dell'unione di due parole CODer e DECoder. Infatti tramite i codec dovrebbe essere possibile sia decodificare file multimediali, audio o video che siano, sia crearli. In realtà non sempre i codec permettono anche la creazione di file, e il motivo spesso è di natura legale/commerciale.
Il loro funzionamento interno è spesso molto complesso, proprio per la natura delle elaborazioni che devono fare. Mentre lo scopo è quello di permettere l'espandibilità dei vari player, in modo che possano visualizzare o farci ascoltare il contenuto di file scritti in un formato che al momento della loro uscita non comprendevano.
Indipendentemente dal formato del file, il contenuto è sempre lo stesso, cioè un filmato o un audio, destinati ad essere riprodotti. Per cui si è pensato di introdurre un livello software in più tra il file e il player, che filtri l'accesso al file stesso e che faccia "vedere" al player sempre lo stesso tipo di oggetto anche se il formato del file varia.
Per poter usare i codec, è necessario innanzitutto conoscere la loro esistenza, ed è per questo che nei sistemi windows esistono parti del file di registro, che raccolgono informazioni sui i vari filtri multimediali installati. In genere la loro interazione con i player avviene tramite interfacce COM. In poche parole, quando diciamo al nostro player preferito di aprire un file multimediale, lui non farà altro che recuperare la lista dei codec installati, e cercare di aprire il file con ognuno. Se uno dei codec darà esito positivo, il player lo userà per farci vedere o sentire il file.
Come abbiamo visto il loro uso è del tutto trasparente all'utente ed è gestito completamente dal player. Alcuni player gestiscono persino l'installazione dei codec necessari. Comunque è possible installarli anche manualmente. Sui sistemi windows i codec che sfruttano la tecnologia COM, sono generalmente sotto forma di DLL che vanno registrate, procedura che consiste nell'inserire nel file di registro tutte le interfacce pubbliche del codec. Per fare questo è necessario eseguire il comando "regsvr32 <nome della dll>", mentre per la sua disinstallazione basterà aggiungere al comando di prima l'opzione "/u".
Altri sistemi operativi utilizzano qualche meccanismo di comunicazione fra processi diverso da COM, ma la struttura non varia. Ossia si tratta sempre di un filtro per l'accesso al file.
L'esistenza di diversi formati e relativi CODEC nasce da ragioni tecniche e commerciali. Le varie società che operano in ambito multimediale spesso preferiscono definire i propri formati di codifica, per ottimizzare il loro uso da parte delle loro applicazioni. E oltre a questo, definendo un loro formato proprietario, non sono costrette a pagare licenze d'uso. Questo vale principalmente per la generazione di file, infatti molti codec in realtà sono solo dei decoder. In questo modo le aziende possono aggiungere il supporto in lettura dei vari formati alle loro applicazioni senza spese aggiuntive, mentre utilizzano per il salvataggio il loro formato proprietario.
Se vuoi conoscere i codec video utilizzati nel campo dei DIVX, clicca qui!
ENCODER MP3
L'Encoder MP3 è quel programma che analizza il file digitale non compresso (ad esempio un file Wav) e lo trasforma in un file MP3.
Il segnale audio viene filtrato e suddiviso in 576 aree ( dette sottobande) mediante un processo che utilizza la DCT ( Discrete Cosine Transformation ) e che riesce ad eliminare tutte le frequenze non necessarie. L'orecchio umano come già detto percepisce suoni solo oltre una certa soglia per cui tutto l'audio al di sotto di essa non viene codificato.
A questo punto il segnale risultante viene fatto passare attraverso il modello psicoacustico in cui vengono individuate le soglie di mascheramento di cui abbiamo parlato in precedenza. Questa operazione viene effettuata utilizzando la trasformata discreta di Fourier (DFT, Discrete Fourier Transformation).
Durante il mascheramento delle 576 sottobande, vengono determinate le frequenze che devono essere mascherate e che quindi possono essere eliminate.
Dopo il mascheramento viene applicato il processo definito di Joint Stereo. Al di sotto di una certa frequenza, l'orecchio non riesce a percepire la posizione spaziale dei suoni per cui essi possono essere registrati su un singolo canale solamente ( quindi nel formato mono ) con un significativo risparmio di spazio.
Una volta che il file è pronto, i dati vengono analizzati nuovamente e compressi utilizzando la codifica di Hufmann che permette una riduzione dei dati (senza perdita di informazione) di circa il 20%.
A questo punto, raccolti tutti i dati l'encoder provvede a creare il flusso dei bits che formerà il file MP3 finale.
