فایل MP3 چیست و از کجا آمده است؟

فایل MP3 چیست و از کجا آمده است؟

فایل MP3 چیست و از کجا آمده است؟
فایل MP3 چیست و از کجا آمده است؟

تیم مخترع Mp3

Mp3 آن‌چنان با زندگی روزمره درآمیخته است که تصور این‌که روزگاری Mp3  وجود نداشته است سخت و باورناپذیر است. به جرات می‌توان گفت که با به وجود آمدن MP3، یک فرهنگ جدید نیز به وجود آمد. تا قبل از به وجود آمدن MP3، برای گوش فرادادن به موسیقی یا باید از دستگاه‌های کاست یا از دیسک‌های فشرده استفاده می‌کردید. داده‌های مربوط به یک موزیک آن‌چنان حجیم بود که یک CD می‌توانست تنها 15 قطعه‌ی موسیقی استاندارد را در خود جای دهد و نوارهای کاست تنها قادر به ذخیره 90 دقیقه صدا بودند. در چنین وضعیتی پخش‌کننده واکمن (Walkman)  یک دستگاه کاملاً تجملاتی و غیرضروری به‌حساب می‌آمد و بیشتر مردم از رادیو یا پخش‌کننده‌های خانگی برای گوش دادن به موسیقی استفاده می‌کردند.

در سال 1982 فرمت MP3 با مدیریت پروفسور موسمن و گروهی از محققین موسسه Moving Picture Experts Group و با پشتیبانی شرکت AT&T و تامسون معرفی شد و بالاخره تحول اتفاق افتاد. معرفی این فرمت به‌خودی‌خود تحول بزرگی در دنیای موسیقی بوده است؛ زیرا الگوریتم فشرده‌سازی MP3 باعث کاهش چشمگیر داده‌های صوتی می‌شود.

 

MP3 چگونه کار می کند؟

درواقع MP3 یک فرمت برای فشرده‌سازی داده‌های صوتی است که بر اساس فیزیولوژی بدن انسان بنا نهاده شده است. MP3  بر پایه اصول زیر استوار است:

  • قانون اول : هر صدایی که گوش انسان قادر به شنیدن آن نیست را حذف کن.
  • قانون دوم: اگر یک صدای بلند، همزمان با یک صدای آهسته پخش شد، صدای آهسته را حذف کن چراکه درهرصورت شنیده نخواهد شد.
  • قانون سوم : برخی از اصوات به خوبی با گوش انسان قابل‌درک هستند. این اصوات را در رمزگذاری پایینی پوشش بده.

همان‌طور که از قوانین بالا مشخص می‌شود، فرمت MP3 یک فرمت فشرده‌سازی  Lossy است؛ به این معنی که بخشی از داده‌ی اصلی برای همیشه از بین خواهد رفت. ولی نگران نباشید. بخشی که حذف می‌شود، شاید اصلاً با گوش انسان قابل‌شنیدن نباشد و بخشی که می‌ماند در اصل بخش اصلیِ تشکیل‌دهنده‌ی صدا خواهد بود.

با این روش فشرده‌سازی، یک فایل 32 مگابایتی موسیقی به یک فایل 3 مگابایتی تبدیل خواهد شد؛ یعنی تقریباً 10 برابر کمتر و این یعنی ذخیره ده برابر بیشتر بر روی فضاهای ذخیره‌سازی موجود! به‌علاوه، کاهش حجم فایل‌های صوتی به انتقال سریع آن‌ها نیز کمک می‌کند و همین باعث به وجود آمدن سایت‌های پخش آنلاین موسیقی شد؛ سایت‌هایی که تا قبل از این فرمت، امکان وجود آن‌ها به لحاظ تکنیکی میسر نبود.

 

MP3 رایگان نیست!

با توجه به سرمایه‌گذاری شرکت‌های تجاری نظیر AT&T در فرمت  MP3، بدیهی است که این فرمت، غیر رایگان و آزاد باشد و کاربران برای ایجاد یک فایل با این فرمت نیازمند تهیه لایسنس باشند. به همین علت هست که لینوکس به‌عنوان یک سیستم‌عامل متن‌باز و آزاد به‌صورت پیش‌فرض این فرمت را به سیستم‌عامل خود اضافه ننموده است. اما فرمت‌های جایگزین زیادی وجود دارند که معروف‌ترین کدک متن‌باز جایگزین MP3، کدک Vorbis است که به‌صورت کاملاً رایگان در اختیار عموم قرار دارد.

 

MP3 حاوی چه اطلاعاتی است؟

همان‌طور که در عکس فوق مشاهده می‌کنید، هر فایل MP3 می‌تواند حاوی اطلاعات تکمیلی از موسیقی ذخیره شده باشد؛ اطلاعاتی نظیر نام خواننده، تصویر آلبوم، سبک موسیقی و … .

البته با توجه به ورژن فایل MP3 این داده‌ها دارای محدودیت هستند و در آخرین ورژن  ID3، این امکان وجود دارد که تمام داده‌ها یک‌جا در یک فایل وجود داشته باشند. این داده‌ها به دستگاه‌های پخش‌کننده این قابلیت را می‌دهند که اطلاعات جامعی از موسیقی را در اختیار کاربر قرار دهند و حتی کمک می‌کنند که دستگاه، بسته به نوع موزیک، فیلتر خروجی را تنظیم کند.

کنار همه این اطلاعات، داده‌های مربوط به Audio هم قرار دارد که برای شنیده شدن باید از حالت رمزگذاری شده خارج شوند.

 

ذخیره داده‌های صوتی در فایل MP3:

در ساختار MP3 برای کاهش بیشتر حجم و بهینه عمل کردن الگوریتم فشرده‌سازی، یک فایل صوتی با توجه به ماهیت صوت و فیزیک آن، به قسمت‌های مختلی شکسته می‌شود که به هر قسمت یک Frame گفته می‌شود. هر فریم دارای هدری است که مشخص می‌کند این قسمت از فایل با چه قالبی و چه بیت ریتی بازپخش شود. این قابلیت کمک می‌کند که فایل‌ها به‌صورت بهینه‌تری ذخیره شوند. فرض کنید که یک فایل صوتی در 10 ثانیه اول حاوی فرکانس پایین است و 5 ثانیه بعد فرکانس بالاتری داشته باشد؛ اگر این قابلیت وجود نداشته باشد، مجبوریم که کل فایل را با بیت ریت بالایی ذخیره کنیم و این امر باعث می‌شود که حجم فایل به‌مراتب بیشتر از حالتی باشد که 10 ثانیه اول که فرکانس پایین در حال پخش است را با بیت ریت پایین و 5 ثانیه بعد را با بیت ریت بالا ذخیره کنیم. برای پخش صحیح یک فایل MP3 نیاز است که تک‌تک فریم‌ها را با توجه به مشخصات آن‌ها و با بیت ریت مناسب پخش‌کنیم.

0 نفر

پــــســنــدیـده انـد

توجه

Zeus ‌
Zeus ‌

زئوس هستم ساکن المپ

دیدگاه ها

2 دیدگاه

  • Abbas //
    abbas //
    ۱۱ آبان ۱۴۰۰

    سلام
    من با اینکه هیچ ارتباطی بین رشته خودم با الکترونیک نیست ولی بخاطر علاقه ام به حوزه امنیت hardware security مطالب شما رو مطالعه میکنم
    و تقریبا بدون تعارف یکی از یکی برای من قشنگ تر هستند
    جا داره یکی از شما و یکی از جناب کشفی hkashfi@ که سیسوگ رو در توییتر بهم معرفی کردند سپاسگذار باشم به امید اینکه من هم در اینده بتونم در این رشته حرفی برای گفتن داشته باشم و همچون شما عزیزان مطالب زیبایی قرار دهم.

    • Sisoog Os
      Sisoog Os
      ۱۱ آبان ۱۴۰۰

      سلام این نظر لطف شماست و جناب کشفی و خیلی خوشحال هستیم که سایت ما تونسته مفید باشه و منتظر مطالب شما هم هستیم

پر بحث ترین ها

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه اول سیسوگ (مسابقه اول: درک سخت افزار) انتقادهای زیادی رو در پی داشت تا جایی که حتی خودمم به نتیجه مسابقه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش
راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661

راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661

LCD گرافیکی یکی از مهم ترین پارامترهای موجود در طراحی انواع مدارات الکترونیکی پیچیده و حتی ساده است ، نمایش وضعیت و...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 4 سال پیش
ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کنترل امروزه کاربرد زیادی پیدا کرده است؛ از ریموت‌های درب بازکن تا ریموت‌های دزدگیر و کنترل روشنایی همه از یک اصول اولیه پیروی می‌کنند و آن‌هم ارسال اطلاعات به‌صورت بی‌سیم است....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش
همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

امنیت همیشه و در همه‌ی اعصار، مقوله‌ی مهم و قابل‌توجه‌ ای بوده و همیشه نوع بشر به دنبال امنیت بیشتر، دست به ابداعات و اختراعات گوناگونی زده است. ریموت کنترل یکی از این اختراعات است. در این مقاله، به بررسی امنیت انواع ریموت‌های کنترل خواهیم پرداخت....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش
مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

نزدیک به 5 ماه از مسابقه دوم سیسوگ می‌گذره و فکر کردم که بد نیست یک چالش جدید داشته باشیم! البته چالش‌ها...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش
مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

بزنم میکروکنترلر را بسوزونم اونم تو  این شرایط!، طراحی مسابقه از اون چیزی که به نظر می‌رسه سخت‌تر است، باید حواست باشه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 12 ماه پیش
آموزش قدم به قدم راه اندازی NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی +NRF24L01  با کتابخانه سازگار با انواع میکروکنترلرها و کامپایلرها قبل از اینکه قسمت بشه با ماژول...

رسول خواجوی بجستانی رسول خواجوی بجستانی
  • 3 سال پیش
ساخت ماینر با FPGA و ARM

ساخت ماینر با FPGA و ARM

چند ماهی هست که تب بیت کوین و ارزهای دیجیتال خیلی بالا رفته! چه شد که این پست را نوشتم همانطور که...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش
کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

در قسمت اول به یکسری اطلاعات کلی ماژول mc60 پرداختیم، با نرم افزار QNavigator کار کردیم و یک هدربرد هم برای کار...

Mahdi.h   Mahdi.h  
  • 3 سال پیش
مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

حدود ۷ ماه پیش، مسابقه سوم سیسوگ رو برگزار کردیم و کلی نکته در مورد خواندن رشته‌های ورودی را بررسی کردیم. فکر...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش
سیـــســـوگ

مرجع متن باز آموزش الکترونیک