Qual é a diferença entre ficheiros MP3 de 128 kbps e 320 kbps?

Em resumo: os arquivos MP3 de 128 kbps serão menores em tamanho, removerão mais das freqüências mais altas (>16 kHz) e terão artefatos de compressão ligeiramente mais audíveis.

Em geral, ambos serão uma versão compactada com perdas da forma original de onda, e quanto menor a taxa de bits - kilo bits por segundo é basicamente uma medida de qualidade - mais óbvios se tornam os artefatos de compressão. Você pode comparar isso com a compressão de uma imagem usando o formato de arquivo JPEG. Quanto menor a qualidade, menor o tamanho dos arquivos e mais 'blocky' a imagem torna-se.

Agora vamos entrar em alguns dos detalhes mais nítidos.

O formato de compressão MP3

O formato MP3 reduz o tamanho original do arquivo por um fator de 12 [1] usando um esquema de codificação de compressão inteligente e removendo as freqüências mais altas menos audíveis.

Se olharmos o gráfico abaixo, podemos ver o quão alto um som em uma determinada freqüência precisa ser, para que seja percebido como uma certa sonoridade. Por exemplo, uma frequência de 30 Hz a 100 dB será percebida tão alta como uma frequência de 1000 Hz a 60 dB ou 3000 Hz a 53 dB.

Image source: DOSITS: Home

No final do gráfico, você pode ver que as frequências mais altas precisam ser assintóticamente altas para que ainda sejam audíveis. Acrescente a isso o fato de que com o aumento da idade, a audição das pessoas se degradará e a capacidade de um' a capacidade de ouvir frequências mais altas cairá ainda mais.

Fonte de imagens: Fóruns de auscultadores e revisões para audiófilos

Por isso não é irrazoável desenhar um método de compressão com perdas que caia completamente nas frequências mais altas. Especialmente se considerarmos que a maioria da música cai na região bem abaixo de 16 kHz e é de sonoridade moderada.

Fonte de imagens: Hi-Fi in the Home

The Effect of Lossy MP3 Compression

Para mostrar qual é o efeito e a diferença real e demonstrável da compressão MP3, e como 128 e 320 kbps diferem uns dos outros criei alguns ficheiros de sons.

Let's primeiro dêem uma vista de olhos ao ruído branco. Isto é puro som aleatório que tem uma distribuição plana em todas as frequências, o que significa que cada frequência é igualmente alta.

Antes da compressão a distribuição de frequência aparece da seguinte forma:

Fonte de imagem: Audacity and me

Depois de comprimirmos a forma de onda com o codificador LAME MP3 e voltarmos a carregá-lo na Audacity, podemos observar o efeito na distribuição de frequências. Note a diferença de frequência de corte de 19 kHz e 20 kHz para as taxas de bits de 128 e 320 kbps respectivamente.

Fonte de imagem: Audacity and me

Então agora você pode pensar: "Grande coisa, eu posso't dizer a diferença entre 19 kHz e 20 kHz mesmo se eu quisesse, então deixe's ir com a menor taxa de bits!", e você teria um ponto justo, se você estivesse ouvindo ruído branco a maior parte do tempo. Então vamos's dar uma olhada no outro extremo: Uma única nota (E = 330 Hz) e a maioria das oitavas acima e abaixo dela, no total variando de cerca de 10 Hz (5 oitavas abaixo) a cerca de 21 kHz (6 oitavas acima).

A distribuição original das freqüências parece ser a seguinte depois de gerar e combinar as ondas senoidais puras (note a escala de log para fazer as diferentes oitavas aparecerem mais claramente):

Fonte de imagens: Audacity and me

Comprimindo para MP3s usando o mesmo codificador e configurações as distribuições mudam muito. É mostrado nos gráficos abaixo. A diferença no corte está aparecendo muito claramente novamente, mas mostra que mesmo bem abaixo do corte a qualidade dos sons está severamente comprometida no domínio das frequências mais altas. Entre os dois bitrates, a relação sinal/ruído é ligeiramente pior para a variante de 128 kbps.

Image source: Audacity and me

Esta relação sinal-ruído reduzida vai piorar com taxas de bits cada vez mais baixas, e é a principal razão pela qual se ouve uma diferença entre 128 kbps e 320 kbps. Este último soa muito ' mais limpo', porque na verdade é, mas ambos já não estão a capturar completamente o som original. Este efeito é mais notável no violino e no violoncelo.

Além da compressão no domínio da frequência, os artefactos também podem aparecer no domínio do tempo. Por exemplo, se criarmos um som de ticking artificial, como um metrônomo, um tick pode se parecer com isto:

Image source: Audacity and me

mas quando o comprimimos usando MP3, acontece o seguinte:

>>Você pode ver claramente como a versão de 128 kbps está mostrando uma quantidade substancial de pré e pós-echo / smear, enquanto a versão de 320 kbps não está. Este efeito é o que mais afecta o som do tipo percussão, e a degradação do som é claramente audível. A propósito, a mudança de tempo das amostras em 0,04 segundos em ambos os arquivos é causada pelo preenchimento do arquivo com silêncio.

Conclusion

Existe uma diferença audível entre ficheiros MP3 de 128 kbps e 320 kbps, mas o quão audível a diferença será para si depende principalmente do tipo de música que você're comprime, por exemplo, muitas frequências altas, muita percussão, etc., e da sua idade.

[1] Teoria do MP3