Comment le format audio MP3 réduit-il la taille des données?
1. Modèle psychoacoustique: C'est le cœur de la compression MP3. Il est basé sur la façon dont l'oreille humaine perçoit le son. L'encodeur analyse le signal audio et identifie les fréquences et les sons susceptibles d'être masqués par des sons plus forts ou moins perceptibles pour notre audition. Ces fréquences masquées sont alors soit fortement comprimés, soit entièrement jetés. Par exemple, un son silencieux à haute fréquence joué simultanément avec un son à basse fréquence fort peut être complètement inaudible, il est donc supprimé.
2. Transformation de fréquence: Le signal audio est transformé du domaine temporel (amplitude dans le temps) en domaine de fréquence (amplitude des différentes fréquences). Cela se fait généralement en utilisant une transformée de cosinus discrète modifiée (MDCT). Cette représentation permet une identification et une manipulation plus faciles des fréquences individuelles.
3. Quantification: Après l'analyse de fréquence, les valeurs d'amplitude de chaque composant de fréquence sont quantifiées. Cela signifie qu'ils sont complétés à un nombre limité de valeurs. Cela introduit une certaine perte d'informations, mais comme les fréquences moins importantes ont été identifiées et potentiellement supprimées ou fortement compressées, l'impact audible est minimisé.
4. codage de Huffman: Enfin, les données quantifiées sont codées à l'aide d'un code de longueur de variable appelée codage Huffman. Cela attribue des codes plus courts à des données plus fréquentes et à des codes plus longs à des données moins fréquentes, conduisant à une réduction supplémentaire des données.
En substance, le MP3 profite des imperfections et des limites de l'audition humaine pour réduire considérablement la quantité de données nécessaires pour représenter l'audio tout en visant à maintenir la qualité audio acceptable. Le niveau de compression (et donc la réduction de la taille) peut être ajusté, entraînant différentes tailles de fichiers et différents niveaux de qualité audio. Des ratios de compression plus élevés entraînent des fichiers plus petits mais des artefacts potentiellement plus perceptibles ou une perte de fidélité.