MP3是如何骗过你耳朵的?
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写在前面:现在几乎所有音乐软件都普及了FLAC无损格式 , MP3格式早已成为过去时 。 但这个记忆中最常见的音频格式 , 虽然大小只有别人的几分之一 , 音质却并不差 , 不免让人好奇它到底使用了哪些黑科技 。
以下是文字稿▼
本视频的部分内容引用了重轻老师在小宇宙的播客 , 「不在场」节目的第二季第一集 , 在此特别感谢重轻老师的支持 。
从爱迪生发明留声机开始 , 人类保存和传播声音的历史已经有140多年 。
但在最近的20年里 , 一种音频格式的诞生却改变了人们的音乐体验 。 那就是MP3 。
作为世界上应用最为广泛的音频格式 , MP3的诞生第一次让音乐成为一种人人可以触及的大众消费品 。
应该有不少小伙伴拥有的第一个音乐播放器 , 就是MP3Player吧 , 甚至在当年 , 大家都默认MP3就是音乐的代名词 。
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【MP3是如何骗过你耳朵的?】但同样是数字音频 , MP3只有标准CD大小的十二分之一 , 而对于人耳来说 , 这两者的区别 , 有 , 但要比图片压缩之类的要难以察觉的多了 , 所以它对音乐做了什么?又丢掉了什么呢?
大家好我是差评君 , 今天跟大家聊聊你最常见到的音频格式——MP3 。
MP3到底丢失了什么?
压缩前后的区别是什么?
如果我们想减少一个文件的体积 , 最直接的方法就是压缩 。
通常我们理解的压缩 , 都是重复压缩 。 比如你去超市买5瓶可口可乐 , 小票上不会写5次可乐 , 只用写“可口可乐*5”就行了 。 这个过程就相当于把文件里重复的部分用更短的字节编码 。 文件本身不会丢失数据 , 解码后也不会损耗任何信息 , 只是让文件体积变小了 。
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这是一种无损压损 , 实际上MP3的最后一步就是这么干的 , 它用一种叫HuffmanCoding的算法来完成 。 但如果只用这种算法 , MP3的体积并不会显著缩小 。
因为声音本身是一种极其混乱 , 信息熵非常高的数据 。 所以这种方式不可能让它缩小到CD体积的10% 。
那既然无损压缩这条路走不通了 , 干脆就丢掉一些信息好了 。
那MP3到底丢了哪些声音呢?
我们要想知道答案 , 最简单的方式就是对比 。
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我们把同一段声音的MP3和它的无损版本并列在两条轨道上 , 把其中一轨反相 , 那如果它俩的声音是一样的 , 就会互相抵消 , 我们就应该得到一个静音效果 。 这也是降噪耳机的工作原理 。
但因为MP3是有损压缩 , 所以实际听起来会是这样:
但只有这样我们还说不出MP3和无损的区别 。 如果一段音乐就是在MP3和无损之间不断切换的 , 你真的能区分的出来吗?我相信你是听不出来的 。
这就是MP3算法的神奇之处 , 它的压缩并不是简单的丢掉声音数据 , 而是在丢掉数据的同时 , 你却察觉不到 。
MP3诞生史
Brandenburg和DieterSeitzer的故事70年代末 , 有一个叫迪特·塞策(DieterSeitzer)的德国教授突然冒出个超前的想法 。 他想让大家可以坐在家里 , 用ISDN的电话线 , 打电话来点播音乐 , 就跟点唱机差不多 。
ISDN是当时流行的数字线路 , 也叫“一线通” , 你可以用它打电话、收发传真之类的 , 但它的速率只有128kbps 。
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