MP3 알고리즘

목차

1. MP3 탄생배경

2. MP3와 디지탈 오디오

3. MPEG Audio Layer란?

4. MP3의 압축 원리 및 방법

5. MP3의 구조

6. MPEG의 종류

7. MP3의 활용분야

8. MP3 발전 방향

9. MP3 사용의 문제점

본문내용

M 라디오 수준의 음질로, 33.6Kbps급의 모뎀을 사용하는 경우에는 AM 라디오 수준의 음질로 실시간에 전송받을 수 있다. 일반적으로 많이 사용하는 모드는 CD 수준의 음을 들려주는 112~128Kbps급의 모드이다.
MPEG-1 Audio Layer-3 규격을 마이크로소프트사에서는 Wave 파일의 Layer-3 압축 포맷으로 새로이 지원하고 있다. 이는 마이크로소프트사에서 제작한 NetShow 2.0이라는 인터넷 오디오/비디오 스트리밍 소프트웨어에서 이 포맷을 포함시켰기 때문이다. 이 포맷과 MP3 확장자를 가지는 포맷은 동일하기 때문에 확장자 이름이 다를지라도 상호 호환된다.
한편 최근 들어 MP4라는 규격도 소개되었는데 MP4는 MP3와 성격이 비슷하면서도 뿌리가 다르다. MP4의 공식 명칭은 MPEG-2 AAC(Advanced Audio Coding)로 MPEG-2 NBC(Non Backwards CoMPatibility)라고도 부른다. 공식적인 이름은 아니지만, 친근감이 있고 MP3의 상위 버전처럼 느껴지도록 MP4라는 이름으로도 불려지고 있다.
MPEG-2 AAC는 MP3처럼 압축된 오디오 데이타이지만 탄생 배경이 다르다. 이름에서 알 수 있듯이 MPEG-1이 아닌 MPEG-2에서 파생되었다. DVD 비디오용으로도 사용되는 MPEG-2는 MPEG-1에 비해 4배의 화질과 다중 언어 지원 등으로 성능이 우수하다.
AT&T, 톰슨, 프라우호퍼 등의 업체가 공동으로 만든 이 규격은 MP3에 비해 음질이 우수하고 압축률이 높다. MP3의 데이타 구조가 고정적인 반면 AAC의 데이타는 유동적인 구조를 갖는다. MP3는 곡 전체의 정보를 담는 헤더 뒤에 데이타가 프레임이라는 단위로 저장되는데 이 프레임의 크기가 고정되어 있어 압축률이 높은 부분에서도 쓸모없는 용량을 차지한다. 이에 반해 AAC의 프레임 구조는 가변 구조로 압축률에 따라 크기가 변하므로 전체 파일의 용량이 훨씬 줄어든다. 실제로 MP3 파일과 비교하면 최대 30%까지 용량을 줄일 수 있다.
AAC의 또 하나의 장점은 음질에 있다. MP3에 비해 AAC는 TNS와 프레딕션이라는 두 가지 기법을 통해 음질을 향상한다. TNS(TeMPoral Noise Shaping)는 양자화 보정 기술로 아날로그의 연속적인 음악 데이타를 0과 1의 디지탈 데이타로 만들 때 생기는 오차를 지능적으로 줄여 잡음을 감소시키고 원음에 가깝게 만든다. 프레딕션(Prediction)이란 TNS로 보정된 수치를 기억하는 것으로 앞에서 보정된 정보를 기억하여 다음에 같은 데이타가 나타날 때 기억된 데이타를 사용한다. 만일 양자화 단계에서 같은 음의 보정 수치가 다르면 다른 소리로 들리게 되므로 이를 같게 만드는 기술이다.
이같이 MPEG-2 AAC는 압축률과 음질 면에서 MP3보다 우위에 있지만 AAC는 아직 해결해야 할 문제가 적지 않다. 그 중 한 가지가 인코딩 시간이다. 원음을 AAC 포맷으로 만드는 인코딩 시간이 MP3에 비해 최대 10배 이상 느리다. 물론 인코딩 소프트웨어의 성능 향상으로 이 문제는 차츰 개선되겠지만 인코딩 시간이 느려 AAC의 데이타를 만드는데 많은 시간이 소요된다는 것으 치명적인 약점이다.
7. MP3의 활용분야
통신 네트워크 분야
- 디지털 오디오 방송에서 데이터의 크기를 줄일 수 있어 적은 데이터량 으로도 방송에 충분한 음질을 제공한다.
예) 1992년 프랑스 알베르빌 동계올림픽 기간동안 독일의 모든 사설 방송국에서 경기장과 중앙방송국사이의 방송내용을 MP3파일로 만들어서 활용
멀티미디어 응용 프로그램
- 게임의 사운드트랙이나 애니메이션 소프트웨어,HTML 문서 등에서 유 용하게 사용할 수 있다.
멀티채널 오디오 코딩
- 멀티 채널을 이용한 실제 현장감을 느낄 수 있게 하며 HDTV나 디지 털 오디오 방송, 케이블 디지털 오디오 방송에 사용될 수 있다.
ISDN을 이용한 음악 방송
- MP3를 사용하면 낮은 비용으로 ISDN을 이용해 CD 수준의 음악을 감상할 수 있어 전문적인 오디오를 요구하는 방송국이나 사운드 스 튜디오에서 전화를 이용한 음악을 전달할 수 있다.
예) 92년 독일의 FFN라디오방송국은 전용선을 ISDN으로 바꾸고 MP3를 활용함으로써 연간 30만달러의 비용 절감
8. MP3 발전 방향
MP3는 MPEG의 발전과 함께 시작되었다. 1987년 독일의 IIS(Institut fur Integrierte Schaltungen)라는 곳에서 유레카 UE147이라는 프로젝트로 심리음성학에 의거한 인지 압축 기술이 연구되기 시작하였고 결국 매우 강력한 기능의 표준화된 ISO MPEG Layer-3을 개발했다. 프라우호퍼 IIS의 사이트에 가면 좀 더 자세한 정보를 알 수 있다.
프라운호퍼 IIS에서는 이런 MP3의 보급을 위해 Winplay3라는 재생프로그램을 보급하여 MP3의 보급에 획기적인 전기를 마련하였다. 또한 독일의 라디오 채널인 FFN은 전화선을 이용한 ISDN 장비를 이용해 매일 20분씩 8개의 프로그램을 중앙 방송 스튜디오에 송출했는데 이로 인해 1년에 30만 달러의 운반비를 절약할 수 있었다고 한다. 한편 프랑스 알베르빌에서 열린 동계 올림픽에서 독일의 라디오 방송은 MP3를 이용한 깨끗한 음질로 스포츠 생중계를 실시하는 등 MP3가 디지탈 오디오 방송의 강력한 도구임을 증명하였다.
MP3를 이용한 전세계적인 위성 오디오 방송이 준비중에 있으며 간단한 라디오만으로 CD급의 고풉질 오디오를 세계 어디서나 감상할 수 있는 시대가 왔다. 또한 인터넷을 통한 주문형 오디오(Audio On Demand) 서비스가 활발하게 이루어지고 있으며, 워크맨으로 음악을 감상하듯이 거리를 걸으면서 MP3를 감상할 수 있는 휴대용 MP3 재생기도 인기리에 보급되고 있다.
9. MP3 사용의 문제점
MP3의 저작권 침해 문제
- MP3의 대부분이 음악 파일
- 음악은 저작물로서 저작권법상의 보호를 받는다.
- 저작자의 허락 없이 방송 또는 복제할 경우에는
민,형사상의 제재를 받을 수 있다.
- 다만 개인적인 목적, 다시 말해서 자기 자신이나
가족간에 비영리적인 목적의 복제는 면책

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