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MPEG-1 o MPEG-2 Audio Layer II
Extensión de nombre de archivo
.mp2
Tipo de medio de Internet
audio / mpeg, [1] audio / MPA [2]
Versión inicial1993 ; Hace 28 años [3] ( 1993 )
Tipo de formatoFormato de compresión de audio, formato de archivo de audio
Contenido porMPEG-ES
EstándarISO / IEC 11172-3 , [3]
ISO / IEC 13818-3 [4]
Sitio webhttp://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-1/audio

MPEG-1 Audio Layer II o MPEG-2 Audio Layer II ( MP2 , a veces llamado incorrectamente Musicam o MUSICAM ) [5] es un formato de compresión de audio con pérdida definido por ISO / IEC 11172-3 junto con MPEG-1 Audio Layer I y MPEG- 1 capa de audio III (MP3). Si bien MP3 es mucho más popular para aplicaciones de PC e Internet , MP2 sigue siendo un estándar dominante para la transmisión de audio. [ cita requerida ]

Historia del desarrollo de MP2 a MP3 [ editar ]

Ver también: MP3 § Historial y MPEG-1 § Layer II

MUSICAM [ editar ]

La codificación MPEG-1 Audio Layer 2 se derivó del códec de audio MUSICAM ( codificación y multiplexación integradas de subbanda universal adaptada al patrón de enmascaramiento ), desarrollado por el Centre commun d'études de télévision et télécommunications (CCETT), Philips y el Institut für Rundfunktechnik (IRT). ) en 1989 como parte de la iniciativa paneuropea de investigación y desarrollo intergubernamental EUREKA 147 para el desarrollo de un sistema de transmisión de audio y datos a receptores fijos, portátiles o móviles (establecido en 1987).

Comenzó como el proyecto Digital Audio Broadcast (DAB) gestionado por Egon Meier-Engelen del Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (más tarde llamado Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Centro Aeroespacial Alemán) en Alemania. La Comunidad Europea financió este proyecto, comúnmente conocido como EU-147, de 1987 a 1994 como parte del programa de investigación EUREKA .

El sistema Eureka 147 constaba de tres elementos principales: codificación de audio MUSICAM ( codificación y multiplexación integrada de subbanda universal de patrón de enmascaramiento ), codificación y multiplexación de transmisión y modulación COFDM. [6]

MUSICAM fue uno de los pocos códecs capaces de lograr una alta calidad de audio a velocidades de bits en el rango de 64 a 192 kbit / s por canal monofónico. Ha sido diseñado para satisfacer los requisitos técnicos de la mayoría de las aplicaciones (en el campo de la radiodifusión, las telecomunicaciones y la grabación en medios de almacenamiento digital): bajo retardo, baja complejidad, resistencia a errores, unidades de acceso corto, etc. [7] [8]

Como predecesor del formato y la tecnología MP3, el códec perceptual MUSICAM se basa en una transformación aritmética de enteros de 32 subbandas, impulsada por un modelo psicoacústico. Fue diseñado principalmente para la transmisión de audio digital y la televisión digital, y fue divulgado por CCETT (Francia) e IRT (Alemania) en Atlanta durante una conferencia IEEE-ICASSP. [9] Este códec incorporado en un sistema de radiodifusión que utiliza modulación COFDM se demostró en el aire y en el campo [10] junto con Radio Canada y CRC Canada durante el programa NAB (Las Vegas) en 1991. La implementación de la parte de audio de este El sistema de transmisión se basó en un codificador de dos chips (uno para la transformación de subbanda, otro para el modelo psicoacústico diseñado por el equipo deG. Stoll (IRT Alemania), más tarde conocido como modelo psicoacústico I en el estándar de audio ISO MPEG) y un decodificador en tiempo real que usa un chip Motorola 56001 DSP que ejecuta un software de aritmética de enteros diseñado por el equipo de YF Dehery ( CCETT , Francia). La simplicidad del decodificador correspondiente junto con la alta calidad de audio de este códec que utiliza por primera vez una frecuencia de muestreo de 48 kHz, un formato de entrada de 20 bits / muestra (el estándar de muestreo más alto disponible en 1991, compatible con el digital profesional AES / EBU). estándar de estudio de entrada) fueron las principales razones para adoptar posteriormente las características de MUSICAM como las funciones básicas para un códec de compresión de música digital avanzado como MP3.

El algoritmo de codificación de audio utilizado por el sistema Eureka 147 Digital Audio Broadcasting (DAB) ha estado sujeto al proceso de estandarización dentro del ISO / Moving Pictures Expert Group (MPEG) en 1989-1994. [11] [12] La codificación de audio MUSICAM se utilizó como base para algunos esquemas de codificación de audio MPEG-1 y MPEG-2. [13] La mayoría de las características clave de MPEG-1 Audio se heredaron directamente de MUSICAM, incluido el banco de filtros, el procesamiento en el dominio del tiempo, los tamaños de los fotogramas de audio, etc. Sin embargo, se realizaron mejoras y el algoritmo real de MUSICAM no se utilizó en la versión final. Estándar MPEG-1 Audio Layer II.

Desde la finalización de MPEG-1 Audio y MPEG-2 Audio (en 1992 y 1994), el algoritmo original de MUSICAM ya no se utiliza. [5] [14] El nombre MUSICAM se utiliza a menudo por error cuando se refiere a MPEG-1 Audio Layer II. Esto puede generar cierta confusión, porque el nombre MUSICAM es una marca registrada de diferentes empresas en diferentes regiones del mundo. [5] [14] [15] (Musicam es el nombre que se utiliza para MP2 en algunas especificaciones de Astra Digital Radio, así como en los documentos DAB de la BBC).

El Proyecto Eureka 147 resultó en la publicación de la Norma Europea, ETS 300 401 en 1995, para DAB, que ahora tiene aceptación mundial. El estándar DAB utiliza MPEG-1 Audio Layer II (ISO / IEC 11172-3) para una frecuencia de muestreo de 48 kHz y MPEG-2 Audio Layer II (ISO / IEC 13818-3) para una frecuencia de muestreo de 24 kHz. [dieciséis]

MPEG Audio [ editar ]

A fines de la década de 1980, el Moving Picture Experts Group (MPEG) de ISO comenzó un esfuerzo para estandarizar la codificación de audio y video digital, que se espera tenga una amplia gama de aplicaciones en la radiodifusión digital de radio y televisión (más tarde DAB , DMB , DVB ) y utilizar en CD-ROM (más tarde Video CD ). [17] La codificación de audio MUSICAM fue una de las 14 propuestas para el estándar de audio MPEG-1 que se presentaron a ISO en 1989. [8] [13]

El estándar de audio MPEG-1 se basó en los formatos de audio existentes MUSICAM y ASPEC. [18] El estándar de audio MPEG-1 incluía las tres "capas" de audio (técnicas de codificación) ahora conocidas como Layer I (MP1), Layer II (MP2) y Layer III (MP3). Todos los algoritmos para MPEG-1 Audio Layer I, II y III fueron aprobados en 1991 como el borrador del comité de ISO-11172 [19] [20] [21] y finalizados en 1992 [22] como parte de MPEG-1 , el primero conjunto estándar de MPEG , que resultó en el estándar internacional ISO / IEC 11172-3 (también conocido como MPEG-1 Audio o MPEG-1 Part 3), publicado en 1993. [3] El trabajo adicional sobre audio MPEG [23] se finalizó en 1994 como parte del segundo conjunto de estándares MPEG , MPEG-2 , más formalmente conocido como estándar internacional ISO / IEC 13818-3 (también conocido como MPEG -2 Parte 3 o MPEG-2 Audio compatible con versiones anteriores o MPEG-2 Audio BC [24] ), publicado originalmente en 1995. [4] [25]MPEG-2 Parte 3 (ISO / IEC 13818-3) definió velocidades de bits y frecuencias de muestreo adicionales para MPEG-1 Audio Layer I, II y III. Las nuevas velocidades de muestreo son exactamente la mitad de las definidas originalmente para MPEG-1 Audio. MPEG-2 Part 3 también mejoró el audio de MPEG-1 al permitir la codificación de programas de audio con más de dos canales, hasta 5.1 multicanal. [23]

El componente Layer III ( MP3 ) utiliza un algoritmo de compresión con pérdida que fue diseñado para reducir en gran medida la cantidad de datos necesarios para representar una grabación de audio y sonar como una reproducción decente del audio original sin comprimir para la mayoría de los oyentes.

Premio Emmy en Ingeniería [ editar ]

CCETT (Francia), IRT (Alemania) y Philips (Países Bajos) ganaron un premio Emmy en Ingeniería 2000 por el desarrollo de un sistema de compresión de dos canales de audio digital conocido como Musicam o MPEG Audio Layer II. [26] [27]

Especificaciones técnicas [ editar ]

MPEG-1 Audio Layer II se define en ISO / IEC 11172-3 (MPEG-1 Parte 3)

  • Tasas de muestreo : 32, 44,1 y 48 kHz
  • Velocidades de bits : 32, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256, 320 y 384 kbit / s

Se ha proporcionado una extensión en MPEG-2 Audio Layer II y se define en ISO / IEC 13818-3 (MPEG-2 Parte 3) [28] [29]

  • Frecuencias de muestreo adicionales: 16, 22,05 y 24 kHz
  • Velocidades de bits adicionales: 8, 16, 24, 40 y 144 kbit / s
  • Soporte multicanal : hasta 5 canales de audio de rango completo y un canal LFE (canal de mejora de baja frecuencia)

El formato se basa en sucesivas tramas digitales de 1152 intervalos de muestreo con cuatro formatos posibles:

  • formato mono
  • formato estéreo
  • formato estéreo conjunto codificado por intensidad (irrelevancia estéreo)
  • formato de doble canal (no correlacionado)

Tasa de bits variable [ editar ]

El audio MPEG puede tener una tasa de bits variable (VBR), pero no es ampliamente compatible. La capa II puede utilizar un método llamado cambio de tasa de bits. Cada cuadro se puede crear con una tasa de bits diferente. [29] [30] De acuerdo con ISO / IEC 11172-3: 1993, Sección 2.4.2.3: Para proporcionar el menor retardo y complejidad posibles, no se requiere que el decodificador (audio MPEG) admita una velocidad de bits continuamente variable cuando está en capa Yo o II. [31]

Cómo funciona el formato MP2 [ editar ]

Ver también: MPEG-1 § Layer II
  • MP2 es un codificador de audio de subbanda , lo que significa que la compresión tiene lugar en el dominio del tiempo con un banco de filtros de bajo retardo que produce 32 componentes en el dominio de frecuencia. En comparación, MP3 es un codificador de audio por transformación con banco de filtros híbrido, lo que significa que la compresión tiene lugar en el dominio de la frecuencia después de una transformación híbrida (doble) del dominio del tiempo.
  • MPEG Audio Layer II es el algoritmo central de los estándares MP3. Todas las características psicoacústicas y estructuras de formato de trama del formato MP3 se derivan del algoritmo y formato MP2 básico.
  • El codificador MP2 puede aprovechar las redundancias entre canales utilizando una codificación de intensidad "estéreo conjunta" opcional .
  • Como MP3, MP2 es un formato de codificación perceptual, lo que significa que elimina información que el sistema auditivo humano no podrá percibir fácilmente. Para elegir qué información eliminar, la señal de audio se analiza de acuerdo con un modelo psicoacústico, que tiene en cuenta los parámetros del sistema auditivo humano. La investigación en psicoacústica ha demostrado que si hay una señal fuerte en una determinada frecuencia, las señales más débiles en frecuencias cercanas a la frecuencia de la señal fuerte no pueden ser percibidas por el sistema auditivo humano. A esto se le llama enmascaramiento de frecuencia. Los códecs de audio perceptual aprovechan este enmascaramiento de frecuencia al ignorar la información en las frecuencias que se consideran imperceptibles, lo que permite asignar más datos a la reproducción de frecuencias perceptibles.
  • MP2 divide la señal de audio de entrada en 32 subbandas, y si el audio en una subbanda se considera imperceptible, esa subbanda no se transmite. MP3, por otro lado, transforma la señal de audio de entrada al dominio de frecuencia en 576 componentes de frecuencia. Por tanto, MP3 tiene una resolución de frecuencia superior a MP2, lo que permite aplicar el modelo psicoacústico de forma más selectiva que para MP2. Entonces MP3 tiene un mayor alcance para reducir la tasa de bits.
  • El uso de una herramienta de codificación de entropía adicional y una mayor precisión de frecuencia (debido al mayor número de subbandas de frecuencia utilizadas por MP3) explica por qué MP3 no necesita una tasa de bits tan alta como MP2 para obtener una calidad de audio aceptable. Por el contrario, MP2 muestra un mejor comportamiento que MP3 en el dominio del tiempo, debido a su menor resolución de frecuencia. Esto implica menos retardo de tiempo del códec, lo que puede simplificar la edición de audio, así como "robustez" y resistencia a los errores que pueden ocurrir durante el proceso de grabación digital o durante los errores de transmisión.
  • El banco de filtros de subbanda MP2 también proporciona una característica inherente de " ocultación transitoria ", debido al efecto de enmascaramiento temporal específico de su filtro madre. Esta característica única de la familia de audio MPEG-1 implica una muy buena calidad de sonido en señales de audio con cambios rápidos de energía, como los sonidos de percusión. Dado que los formatos MP2 y MP3 utilizan el mismo banco de filtros de subbanda básico, ambos se benefician de esta característica.

Aplicaciones de MP2 [ editar ]

Parte de los estándares de radio digital DAB y televisión digital DVB .

Layer II se usa comúnmente en la industria de la transmisión para distribuir audio en vivo a través de conexiones de red satelital, ISDN e IP, así como para el almacenamiento de audio en sistemas de reproducción digital. Un ejemplo es NPR 's PRRS contenido Depot sistema de distribución de programación. Content Depot distribuye audio MPEG-1 L2 en un contenedor Broadcast Wave File. MPEG2 con encabezados RIFF (utilizado en .wav) se especifica en los estándares RIFF / WAV. Como resultado, Windows Media Player reproducirá directamente archivos de Content Depot, sin embargo, será menos inteligente.wavlos jugadores a menudo no lo hacen. Dado que el proceso de codificación y decodificación habría sido una pérdida significativa de recursos de CPU en las primeras generaciones de sistemas de emisión de emisión, los sistemas de emisión de emisión profesionales normalmente implementan el códec en el hardware, por ejemplo, delegando la tarea de codificación y decodificación a una tarjeta de sonido compatible en lugar de hacerlo. que la CPU del sistema.

Todos los reproductores de DVD-Video de los países PAL contienen decodificadores MP2 estéreo, lo que convierte a MP2 en un posible competidor de Dolby Digital en estos mercados. Los reproductores de DVD-Video en países NTSC no necesitan decodificar audio MP2, aunque la mayoría lo hace. Si bien algunas grabadoras de DVD almacenan audio en MP2 y muchos DVD creados por el consumidor utilizan el formato, los DVD comerciales con bandas sonoras MP2 son raros.

MPEG-1 Audio Layer II es el formato de audio estándar que se utiliza en los formatos Video CD y Super Video CD (VCD y SVCD también admiten velocidad de bits variable y MPEG multicanal como lo agrega MPEG-2).

MPEG-1 Audio Layer II es el formato de audio estándar utilizado en el estándar MHP para decodificadores.

MPEG-1 Audio Layer II es el formato de audio utilizado en las videocámaras HDV .

Los archivos MP2 son compatibles con algunos reproductores de audio portátiles .

Nombres y extensiones [ editar ]

El término MP2 y extensión de nombre de archivo .mp2 generalmente se refieren a datos MPEG-1 Audio Layer II, pero también pueden referirse a MPEG-2 Audio Layer II , una extensión en su mayoría compatible con versiones anteriores que agrega soporte para audio multicanal , codificación de tasa de bits variable y tasas de muestreo adicionales. definido en ISO / IEC 13818-3. La abreviatura MP2 también a veces erróneamente aplicado a MPEG-2 de vídeo o MPEG-2 AAC de audio.

Ver también [ editar ]

  • MPEG-1
    • Capa de audio MPEG-1 I
    • Capa de audio MPEG-1 III
  • MPEG-2
  • MP4 (formato contenedor)
  • Arroyo elemental
  • Musepack originalmente basado en MP2, con numerosas mejoras

Notas [ editar ]

  1. ^ "El tipo de medio audio / mpeg - RFC 3003" . IETF. Noviembre de 2000 . Consultado el 7 de diciembre de 2009 .
  2. ^ "Registro de tipo MIME de formatos de carga útil RTP - RFC 3555" . IETF. Julio de 2003 . Consultado el 7 de diciembre de 2009 .
  3. ^ a b c "ISO / IEC 11172-3: 1993 - Tecnología de la información - Codificación de imágenes en movimiento y audio asociado para medios de almacenamiento digital de hasta aproximadamente 1,5 Mbit / s - Parte 3: Audio" . YO ASI. 1993 . Consultado el 14 de julio de 2010 .
  4. ^ a b "ISO / IEC 13818-3: 1995 - Tecnología de la información - Codificación genérica de imágenes en movimiento e información de audio asociada - Parte 3: Audio" . YO ASI. 1995 . Consultado el 14 de julio de 2010 .
  5. ^ a b c "Preguntas frecuentes sobre audio MPEG, versión 9" . 1998 . Consultado el 22 de agosto de 2010 .
  6. ^ AJ Bower (1998). "Radio digital - El sistema Eureka 147 DAB" . Reino Unido: BBC . Consultado el 22 de agosto de 2010 .
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  8. ^ a b "AES E-Library - Codificación de fuente de Musicam" . 1991 . Consultado el 22 de agosto de 2010 .
  9. ^ Dehery, YF; Palanca, M .; Urcun, P. (mayo de 1991). Un códec fuente MUSICAM para almacenamiento y transmisión de audio digital . [Actas] ICASSP 91: 1991 Conferencia internacional sobre acústica, habla y procesamiento de señales . págs. 3605–3608. doi : 10.1109 / ICASSP.1991.151054 .
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  19. ^ Chiariglione, Leonardo (noviembre de 1991). "Comunicado de prensa MPEG" . Kurihama: Grupo de expertos en imágenes en movimiento . Archivado desde el original el 3 de mayo de 2011 . Consultado el 17 de julio de 2010 .
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  29. ↑ a b Predrag Supurovic (septiembre de 1998). "Encabezado de fotograma de audio MPEG" . Archivado desde el original el 8 de febrero de 2015 . Consultado el 11 de julio de 2009 .
  30. ^ Subgrupo de audio ISO MPEG, Preguntas frecuentes sobre audio MPEG Versión 9, MPEG-1 y MPEG-2 BC , consultado el 11 de julio de 2009.
  31. ^ TwoLAME: MPEG Audio Layer II VBR , consultado el 11 de julio de 2009 .

Referencias [ editar ]

  • Génesis del estándar de codificación de audio MP3 por Hans Georg Musmann en IEEE Transactions on Consumer Electronics, vol. 52, Nr. 3, págs. 1043–1049, agosto de 2006
  • MUSICAM Source Coding por Yves-François Dehery, 10ª Conferencia Internacional de AES: Kensington, Londres, Inglaterra, (7-9 de septiembre de 1991), págs. 71–79.

Enlaces externos [ editar ]

  • La historia del MP3 de Fraunhofer IIS
  • Recursos y software de audio MPEG
  • TooLAME : un codificador MP2
  • TwoLAME - Una bifurcación del código tooLAME
  • RFC 3003 : el documento que define el tipo MIME para MPEG-1 Audio Layer II
  • Un decodificador MPEG Audio Layer II en 4k - Código fuente para un pequeño decodificador de código abierto.
  • Sitio web oficial de MPEG
  • Estado de la patente de MPEG-1, H.261 y MPEG-2 - Alguna información sobre patentes