MP3

 

A maior parte dos peritos em codificação audio concordariam que o sistema MP3 estabeleceu-se como standard para codecs de audio. Além disso é o formato de ficheiro que mais se espalhou pela net nos últimos anos. Este sistema foi implementado poucos anos  após  a Internacional Organization for Standardization (ISO) ter formado o Motion Pictures Experts Group (MPEG).

Em relação a especificações, o MP3 suporta 4 modos operacionais: mono, dual channel, stereo e joint stereo. Isto significa que no máximo é capaz de codificar até 2 canais. Também suporta débito binários na gama dos 32 kbps até 320 kbps e débitos binários variaveis. Para débitos abaixo dos 128 kbps (64 kbps por canal) a qualidade audio já não pode ser comparada a qualidade CD, estando mais ao nivel do audio de radio FM/AM ou audio de telefone. As frequências de amostragem para a codificação no MP3 inclui 32 kHz, 44,1 kHz e 48 kHz.

Em termos de limitações, podemos começar por realçar que nem todos os codificadores produzem o mesmo resultado ou  o mesmo nivel de qualidade. A implementação do codificador está inteiramente a cargo do programador, não estando especificado na norma. Outro factor que podecausar variações entre codificadores é que a norma MP3 não especifica omodelo psico-acustico a ser utilizado.

 

Usando codificadores com bom desempenho, tanto o MP3 como o MPEG-2 AAC conseguem comprimir com qualidade de CD.

Entre os dois sitemas, em termos de baixa complexidade, a escolha do sistema acaba por ser favoravel ao MP3, que consegue uma qualidade perto da qualidade de CD. Mas o sistema AAC é definitivamente o sucessor, pois fornece resultados com qualidade tambem perto da qualidade CD mas a mais altos ritmos de compressão (o que resulta num aumento de aproximadamente 50% do tempo de reprodução dos dispositivos baseados em memória flash, enquanto mantem a mesma qualidade fornecida pelo MP3) e possibilita mais alta qualidade de compressão e mais alta definição audio (a um ritmo de amostragem de 96 kHz).

 

O sistema AAC apresenta realmente algumas melhorias em relação ao sistema MP3, de seguida iremos enunciar as mais importantes:

 

• Frequência de amostragem desde 8 kHz até 96 kHz (MP3: 16kHz à 48 kHz);
• Máximo de 48 canais;
• Maior eficiencia e filtros mais simples (hibrido → MDCT puro);
• Maior eficiencia de codificação para sinais estacionários (tamanho de bloco:576 → 1024 amostras);
• Maior eficiencia de codificação para sinais de rápidas transições (tamanho de bloco:192 → 128);
• Melhor manipulação para frequÊncias acima dos 16 kHz;
• Joint Stereo mais flexível

 

Como resultado estas diferenças permitem aos programadores uma maior flexibilidade para projectar um codificador que ofereça maior eficiencia de compressão em comparação com o MP3. No entanto, estas vantagens não são inteiramente decisivas aquando da escolha do sistema de codificação, pois mesmo que estando o MP3 a começar a ficar “fora de moda” mostra ser um sistema bastante robusto. Sem qualquer dúvida podemos afirmar que o AAC está num nível acima quando comparado com o MP3 para baixos débitos binários, mas para mais altos débitos binários o MP3 aproxima-se bastante do AAC.

 

Vorbis I

 

Vorbis I é um codec audio que apareceu em 1998 numa tentativa de dar alternativa ao MP3, devido aos seus custos de utilização. Foi desenvolvido como open source e continua hoje em dia sem patente registada. Tem lentamente ganho popularidade entre programadores e é considerado como um codec com qualidade ao nível do AAC.

Um dos aspetos que diferencia desde logo o codec Vorbis dos seus concurentes, AAC e MP3, reside no facto de as suas especificações serem definidas em relação ao descodificador.

Este sistema suporta multiplos débitos binários e amostras de frequência na gama dos 48 kbps até 350 kbps e 8 kHz até 192 kHz respectivamente. É de realçar que todos os débitos binários suportado pelo codec Vorbis são apenas débitos variaveis.

Neste sistema a preocupação não reside no débito binário mas sim na qualidade audio. Isto é a razão pela qual na maior parte dos codificadores Vorbis não é mencionado o débito binário. Em vez disso o utilizador escolhe um nível de qualidade numa gama entre -1 a 10, sendo 10 o nível de maior qualidade. Em termos de exemplo,um ficheiro com nível de qualidade 2 pode ser comparado a um codificado em MP3 a 128 kps, mas 25% mais pequeno.

Uma das características únicas suportada pelos ficheiros Ogg Vorbis é o conceito de “bit rate peeling”. Esta característica permite extrair de um ficheiro não só a informação de qualidade máxima como também todas as de qualidade inferior.

Em vez de utilizar codificação joint stereo tal como os outros codecs, Vorbis usa um acoplamento de canais sem perdas que é bastante parecido com a codificação joint stereo e distorce a imagem estereo do sinal audio através da combinação de tons redudantes em diferentes canais com o intuito de poupar espaço.

Existe uma área onde o Vorbis consegue ultrapassar até mesmo o AAC, consiste no número de canais suportados, enquanto o MP3 suporta 2 e o AAC suporta 48, o Vorbis consegue suportar 255 canais.

 

“O melhor codec”

 

Quando se tenta determinar qual o melhor codec, existem vários factores a ter em conta. Alguns destes são a plataforma de suporte (no presente e no futuro), suporte para dispositivos portáteis, o ratio qualidade/tamanho e capacidade de cativar tanto a nivel de mercado como a nivel dos programadores.

 

Em termos de suporte, o MP3 já ganhou larga vantagem em relação ao AAC e Vorbis. Devido ao facto de já existir a mais tempo. Practicamente todos os sistemas operativos e dispositivos portáteis (leitores de música, PDA, telemóveis, etc) suportam o formato MP3 e tem software/players para tal de graça. Para o AAC e o Vorbis existem poucos dispositivos portateis que os suportem e  pouco software/players para certos sistemas operativos.

O suporte é então um factor importante quando se escolhe o codec para um dispositivo portatil, mas a relação qualidade/tamanho também é um bom indicador para essa escolha.

O armazenamento de dados pode ser um problema para certos dispositivos portateis e a maior parte dos utilizadores destes dispositivos exigem alta qualidade audio. Neste contexto o AAC e Vorbis são as melhores escolhas pois disponibilizam alta qualidade e  reduzem o armazenamento necessário, não se extendendo só aos dispositivos portateis.

De um ponto de vista de negócio, tal como para uma loja de música online ou uma empresa de desenvolvimento de software, MP3 e AAC são menos atrativos devido as taxas de licença e royalties. Neste contexto oVorbies é a melhor escolha pois não implica nenhum pagamento necessário para o seu uso.

Em termos de análise a longo prazo

O AAC, juntamente com os sistemas de protecção de copyright definido pela Secure Digital Music Iniciative (SDMI), é como sistema de compressão a escolha do futuro em Electronic Music Distribution (EMD), e será certamente adoptado mundialmente tal como outros algoritmos de codificação já o foram (MPEG Audio Layer-2, MPEG Audio Layer-3 ou MPEG Video).