MP3 (MPEG Audio Layer 3)

Y llegamos a MP3, un formato para el cual no hace falta introducción alguna. Fue, es y probablemente será el formato lossy de mayor éxito y fama. Tanto es así que, hoy en día, existen reproductores portátiles exclusivamente diseñados para reproducir este tipo de archivos. A continuación veremos porqué, a pesar de su superioridad técnica y calidad de sonido, ninguno de los formatos analizados hasta ahora puede robarle el trono al rey MP3.
Propiamente denominado MPEG Audio Layer 3, este formato nació, en parte, gracias al proyecto DAB (Digital Audio Broadcast) propulsado por la Sociedad Fraunhofer. De ese proyecto surgieron dos alternativas: Musicam (conocida como Layer 2), que fue la elegida, y ASPEC. Por último, un grupo de trabajo liderado por Karlheinz Brandenburg y Jurgen Herre tomó las mejores características de ambas alternativas, las combinó con algunas ideas propias y, finalmente, creó lo que hoy conocemos como Layer 3 o simplemente MP3.
Este formato, al igual que muchos otros, se aprovecha de todas aquellas frecuencias que nuestro oído es incapaz de procesar correctamente, lo que se denomina "modelo psicoacústico". Además de estos algoritmos del tipo destructivo, MP3 utiliza también una técnica llamada MDCT (Modified Discrete Cosine Transformation) que transforma el sonido del dominio del tiempo al de las frecuencias, para luego tratarlo por partes. En definitiva, implementa un banco de filtro que logra aumentar la resolución del antiguo Layer 2. Estas técnicas permiten obtener una compresión de hasta 1:12 sin sacrificar demasiada calidad de sonido, pasando de aproximadamente 1411,2 kbps a 112-118 kbps, con lo cual se consigue una reducción significativa del tamaño del archivo.
Lo bueno es que, aún cuando un archivo es separado en muchas partes diferentes, todavía se puede reproducir. Esto lo hace ideal para transmitir música en tiempo real por Internet, aunque desde luego se debe tener muy en cuenta la velocidad de conexión.
Otras de las tantas características de MP3 es la inclusión de metadata dentro del archivo, normalmente llamada "tag". Esto permite guardar todo tipo de información referente al artista y la canción, además de cuestiones técnicas del archivo.
El punto débil de MP3 recae en la falta de soporte para multichannel (múltiples canales de audio) y es aquí donde sus competidores atacan, haciéndole perder más y más adeptos. Sin embargo, como no podía ser de otra manera, un proyecto para permitirle a MP3 contar con sonido envolvente ya está en marcha, liderado por sus desarrolladores.
Las demás limitaciones de este formato son muy claras, pero aún así no logran bajarlo del cómodo trono en el que se encuentra. Algunas de ellas son, por ejemplo, su limitado bitrate (que llega hasta 320 kbps), fallas en frecuencias de 15,5/15,8 kHz, y otros bugs menores que, como dije, no ponen en discusión su reinado.
A esta altura cabe destacar que MPEG no determina la manera en que MP3 puede ser codificado, pero sí el formato de archivo y los algoritmos para decodificarlo. Como resultado, existen muchísimas maneras diferentes de codificar un MP3. Debido a esto podemos encontrar archivos MP3 de diferentes tipos, bitrate y tamaño, según lo desee el codificador en cuestión. Por supuesto, este formato enfrenta serios problemas legales concernientes a patentes y regalías, pero explicarlo excede el contenido de este espacio.

mp3PRO

mp3PRO es un códec de audio que integra una técnica llamada Replicación de la Banda Espectral (o Spectral Band Replication - SBR) con MP3, y puede ofrecer un rendimiento de 128 kbps ocupando el mismo tamaño que un archivo MP3 codificado a la mitad, es decir, a 64 kbps. El formato mp3PRO es compatible tanto con los antiguos formatos, como con los reproductores de audio. Así, los archivos codificados en MP3 se pueden ejecutar en cualquier reproductor de mp3PRO.
Al codificar sonido con mp3PRO se producen dos componentes, la parte MP3 para las frecuencias bajas y la parte SBR (o "PRO") para las frecuencias altas. Como la parte "PRO" tiene muy pocos requerimientos de memoria, la codificación se puede realizar de forma compatible con el formato MP3, lo que permite utilizar reproductores de MP3 para escuchar archivos mp3PRO, ignorando la parte "PRO". Los únicos requerimientos son que el reproductor acepte tasas de muestreo de 16, 22,5 y 24 kHz. junto con 32, 44,1 y 48 kHz. Los reproductores certificados cumplen con este requerimiento, pero no es el caso de muchos de los reproductores portátiles.

VBR (Variable BitRate)

La calidad de un archivo MP3 con un bitrate constante (CBR) de 192 kbps es comparable a la calidad de un CD. No obstante, puede que en ciertas partes de la canción esos 192 kbps se estén desaprovechando. Esto se debe a que a lo largo del archivo la onda de sonido varía, pero al mantenerse constante el bitrate el tamaño del archivo resultante será lineal. Es decir, en archivos codificados en CBR el tamaño de dos archivos distintos será igual si sus duraciones son iguales.
Si los archivos son codificados en VBR, el codificador asigna velocidades de bits (bitrate) que varían según la complejidad de la onda de audio a lo largo del archivo. Para las partes con pocos instrumentos o sin sonido alguno asigna velocidades de bits menores, y para las partes con muchos tipos de sonidos asigna velocidades mayores. Por ende, será menos predecible el tamaño de archivo resultante, ya que para un mismo criterio de compresión en VBR dos archivos de igual duración pueden resultar ser de tamaños muy dispares, ya que la capacidad de compresión en ambos difiere.
La explicación detrás de las codificaciones a VBR reside en que se busca mantener un mismo nivel de calidad entre los distintos archivos de audio, dejando de lado la estandarización en el tamaño de los mismos.

Resumiendo, MP3 seguirá reinando por largo tiempo mientras que su fórmula para el éxito siga funcionando: la relación calidad/tamaño del archivo.
Para quienes deseen experimentar y trabajar con la nueva tecnología MP3 les dejo el link hacia la página oficial del proyecto y el enlace desde donde podrán descargar el software necesario para su funcionamiento.
Aquellos que ya tengan experiencia con este nuevo códec de MP3 los invito a compartirlas dejando un comentario.
Espero hayan disfrutado de esta revisión de formatos de compresión de audio. Para terminar la serie de notas, en una próxima entrada veremos una comparativa entre CD y MP3 para luego, con más tiempo, ocuparnos de los formatos físicos de audio, las tecnologías actuales y aquellas que ya casi no se utilizan.


Enlace >> Página oficial del proyecto MP3

Enlace >> Descarga de software para MP3 Surround y el códec MP3D

Otros formatos analizados >> FLAC - APE - TTA - OGG Vorbis - MPC

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