MP3

Jefferson Royer Chaurais e Leonardo Marques Nunes de Mattos

Introdução

Em 1987 foi lançado o algoritmo de compactação MPEG Layer 3, mundialmente chamado de MP3 e produzido pela empresa Fraunhofer-Gesellschaft. Este novo padrão, utilizando um arquivo de som normal, seja ele WAV ou trilha de CD, não funciona apenas como uma ferramenta de compactação; é ainda, um dispositivo que corta as freqüências acima dos 20KHz, imperceptíveis aos ouvidos humanos.

Como funciona?

Além de usar uma compactação poderosa, o MP3 permite excluir sons inaudiveis ou freqüências muito parecidas e também imperceptíveis, diminuindo o tamanho em bytes e fazendo que a proporção do arquivo gerado em relação ao arquivo original chegue a casa dos 12:1 e, em casos muito especiais chegando até 40:1, dependendo da oscilação e complexidade das freqüências ao longo de toda a música. Uma trilha de CD que ocupava 36MB pode chegar a irrisória faixa dos 3MB.

O nome do sistema que faz toda essa verdadeira varredura ao longo do arquivo de som é chamado de "perceptual noise shaping", que utiliza do algoritmo de compactação para ler todo o arquivo de som e excluir as freqüências acima dos 20KHz e compactar o que sobrou. Na hora de ouvir é o inverso, pois o player usará o algoritmo de descompactação e irá reproduzindo o som; porém com uma diferença: não existe mais as freqüências cortadas (acima dos 20KHz). Dependendo do codec utilizado, as freqüências começam a ser cortadas à 15KHz. Vale lembrar: MP3 não é um programa, é um algoritmo de compactação sonora. MP3 é 'apenas' o tipo de arquivo.

Um arquivo MP3 nada mais é do que um arquivo de som compactado por este algoritmo, que permite uma compactação de até 12:1 para reduzir o tamanho final do arquivo, com qualidade muito próxima à do CD.

Técnicas utilizadas pelo MP3

O MP3 reduz o tamanho dos arquivos de musica utilizando uma serie de técnicas especiais para que haja uma perda mínima na qualidade original do som. São elas:

Limiar de audição:

Baseado no principio de psico-acústica, o MP3 elimina sons próximos as freqüências limiares da audição humana, descartando sons muito graves e muito agudos, humanamente quase inaudíveis.

Efeito de Máscara:

Essa técnica baseia-se nas propriedades de mascaramento do ouvido humano. Segundo esse principio os sons mais fortes encobrem os sons mais fracos. Desta forma, não é preciso codificar os sons que estão encobertos uma vez que eles não seriam escutados.

Redução do bitrate:

Alguns trechos da musica, muitas vezes, podem ser codificados a uma taxa menor de bitrate sem que haja perda de qualidade. O MP3 utiliza-se deste artifício para uma compressão maior nos trechos onde isso é possível sem perda de qualidade.

Algoritmo de Huffman:

O MP3 utiliza o clássico algoritmo de Huffman, um método de codificação capaz de reduzir o tamanho do arquivo em ate 20%.

Simulação de estéreo:

Esta técnica está baseada na existência de dois canais: o da esquerda e o da direita.

A união desses dois canais nos dá o chamado efeito estéreo. No estéreo tradicional cada canal é reproduzido de forma independente do outro. Então, nada mais lógico do que criar uma forma de eliminar as informações desnecessárias, já que as notas são as mesmas no canal direito e no esquerdo.

Durante o processo de conversão para MP3, o encoder compara cada um dos canais e vê quais sons são repetidos, esses não são codificados, eliminando dados e diminuindo o tamanho final do arquivo em até 20 ou 30%.

Conclusão

O MP3 é um fenômeno devido, basicamente, a dois fatores:

• Suas características técnicas: boa qualidade sonora aliada à boa compactação, que resulta em arquivos de pequeno tamanho;

• A Internet, sem dúvidas, é a maior difusora do MP3 devido a esse existir desde 1987 e só realmente ser utilizado em larga escala após a popularização da Rede Mundial.

É importante ressaltar que essa utilização em massa é apoiada, em sua maior parte, por práticas ilegais que ferem os direitos autorais dos músicos e gravadoras, sendo comparável ao ato da pirataria.