PSYCHOACOUSTICS AND MP3

Digital audio came into our lives for good. Even the most faithful analog lovers had to adapt to digital.

Digital audio has evolved a lot, too: better A/D and D/A converters, increased sample rate, greater bit depth, but all these innovations also added weight to the music files. And there's a lot of pressure from society to make music more accessible.

So, how can we have digital audio files that are light and  easy to share without sacrificing too much the quality of the recording?

That's where psychoacoustics came into play.

We already talked about sound masking. During a thunderstorm it's impossible to hear a bee flying around. So, we don't need to encode its sound. This is called Perceptual Coding. If most people won't hear a sound, it doesn't need to be included in the encoded file. 

In 1991, the Motion Pictures Experts Group created the MPEG-1, a digital video protocol that included audio in its layer 3. It was called MPEG 1- Layer 3, or Mp3, its popular name.

Mp3 is a type of lossy compression. There are types of lossless compression which don't deteriorate the audio program, like he FLAC compression, but the Mp3 is, by far, the most popular audio file.

Before we attack Mp3 with all our rage we have to realize that, for certain types of popular music, it's, by far, the best adapted format to today's reality. Mobile music is made possible by light Mp3 files, and sharing and uploading songs is quite difficult in Wave or AIIF formats. So, again, quality is sacrificed for economy and easiness of use. 

There are different Mp3 files according to their bit rate. Mp3 at 64 bits per second (bps) sounds quite bad and is only good for a very high compression use like call centers or elevators, while Mp3 at 320 bps is heavier but it's difficult to distinguish from a Wave file. When iTunes started, it offered Mp3 files at 128 bps, which were 11 times lighter than an uncompressed file. A 320 bps Mp3 file is around 1/4 of the original one.

Frequency loss of Mp3 at 128 bps and 320 bps

We'll talk later about newer compression formats, like the AAC and FLAC.

PSICOACÚSTICA E MP3

O audio digital entrou nas nossas vida de vez. Mesmo os mais fiéis seguidores do audio analógico tiveram de se adaptar aos formatos do audio digital.

O audio digital também evoluiu muito: melhores conversores A/D e D/A, maior frequência de amostragem, mais bits por palavra, mas todas estas inovações adicionaram peso aos ficheiros de audio. E há cada vez mais pressão da sociedade para tornar a música mais acessível.

Então, como podemos ter ficheiros de audio que são leves e fáceis de usar sem sacrificar demasiado a qualidade sonora?

É aqui que entra a psicoacústica.

Já falámos de sound masking. Durante um trovão, é impossível ouvirmos o som de uma abelha a voar. Por isso, podemos dispensar codificar este som. Chama-se a isto Perceptual Coding. Se a maior parte das pessoas não ouve um determinado som, ele não precisa de ser incluído na codificação da gravação. 

Em 1991, a Motion Pictures Experts Group criou o MPEG-1, um protocolo de video digital que incluía o som na sua camada 3. Foi chamado o MPEG 1- Layer 3, ou Mp3, o seu nome mais popular.

Mp3 é um tipo de compressão com perda, ou Lossy Compression. Há tipos de compressão sem perdas ou Lossless Compression, que não deterioram o programa sonoro, como a compressão FLAC, mas o Mp3 é, de longe, o formato mais popular.

Antes de atacarmos o Mp3 com toda a nossa raiva temos de nos aperceber que, para certos tipos de música popular, é, de todos, o mais adaptado à realidade de hoje. A música móvel só se tornou possível com o uso dos ficheiros leves de Mp3, e partilhar e carregar canções na Net é bastante difícil no formato Wave ou AIIF. Por isso, de novo, a qualidade é sacrificada à economia de espaço facilidade de uso. 

Há diferentes tipos de ficheiros de Mp3, de acordo com a sua velocidade de processamento. Um Mp3 a 64 bits por segundo (bps) soa bastante mal e é apenas usado para um uso de grande compressão como centrais telefónicas e elevadores, enquanto que o  Mp3 a 320 bps é mais pesado mas difícil de distinguir de um ficheiro não comprimido. Quando o iTunes começou, oferecia ficheiros Mp3 a 128 bps, que eram 11 vezes mais leves do que os respectivos ficheiros não comprimidos. Um Mp3 a 320 bps é aproximadamente 1/4 do ficheiro original.

Perdas em frequência deMp3 a 128 bps e 320 bps

Falaremos mais tarde de outros formatos mais modernos como o AAC e o FLAC.