MP3

1.便携MP3播放器的俗称.

用来播放MP3格式音乐(现在可以兼容wma,wav等格式)的一种便携式的播放器.便携式MP3播放器最初由韩国人文光洙和黄鼎夏(Moon & Hwang)于1997年发明，并申请了相关专利.

2.MP3作为一种音乐格式

MPEG-1 Audio Layer 3 ，经常称为MP3，是当今较流行的一种数字音频编码和有损压缩格式
，它设计用来大幅度地降低音频数据量，而对于大多数用户来说重放的音质与最初的不压缩音频相比没有明显的下降。它是在1991年由位于德国埃尔朗根的研究组织Fraunhofer-Gesellschaft的一组工程师发明和标准化的 。

概观

MP3是一个数据压缩格式。它丢弃掉脉冲编码调制（PCM）音频数据中对人类听觉不重要的数据（类似于JPEG是一个有损图像压缩） ，从而达到了小得多的文件大小
。

在MP3中使用了许多技术其中包括心理声学以确定音频的哪一部分可以丢弃。MP3音频可以按照不同的位速进行压缩
，提供了在数据大小和声音质量之间进行权衡的一个范围 。

MP3格式使用了混合的转换机制将时域信号转换成频域信号：

* 32波段多相积分滤波器(PQF)

* 36或者12 tap 改良离散余弦滤波器(MDCT)；每个子波段大小可以在0...1和2...31之间独立选择

* 混叠衰减后处理

根据MPEG规范的说法，MPEG-4中的AAC（Advanced audio coding）将是MP3格式的下一代 ，尽管有许多创造和推广其他格式的重要努力
。然而
，由于MP3的空前的流行，任何其他格式的成功在目前来说都是不太可能的。MP3不仅有广泛的用户端软件支持 ，也有很多的硬件支持比如便携式媒体播放器（指MP3播放器）DVD和CD播放器 。

历史

发展

MPEG-1 Audio Layer 2编码开始时是德国Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt（后来称为Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, 德国太空中心）Egon Meier-Engelen管理的数字音频广播（DAB）项目
。这个项目是欧盟作为EUREKA研究项目资助的
，它的名字通常称为EU-147。EU-147 的研究期间是1987年到1994年 。

到了1991年，就已经出现了两个提案：Musicam（称为Layer 2）和ASPEC（自适应频谱感知熵编码）
。荷兰飞利浦公司 、法国CCETT和德国Institut für Rundfunktechnik提出的Musicam方法由于它的简单、出错时的健壮性以及在高质量压缩时较少的计算量而被选中。基于子带编码的Musicam 格式是确定MPEG音频压缩格式（采样率
、帧结构、数据头 、每帧采样点）的一个关键因素 。这项技术和它的设计思路完全融合到了ISO MPEG Audio Layer I
、II 以及后来的Layer III（MP3）格式的定义中
。在Mussmann教授（University of Hannover）的主持下 ，标准的制定由Leon van de Kerkhof（Layer I）和Gerhard Stoll（Layer II）完成。

一个由荷兰Leon Van de Kerkhof、德国Gerhard Stoll 、法国Yves-Fran?ois Dehery和德国Karlheinz Brandenburg 组成的工作小组吸收了Musicam和ASPEC的设计思想
，并添加了他们自己的设计思想从而开发出了MP3，MP3能够在128kbit/s达到MP2 192kbit/s 音质 。

所有这些算法最终都在1992年成为了MPEG的第一个标准组MPEG-1的一部分 ，并且生成了1993年公布的国际标准ISO/IEC 11172-3。MPEG音频上的更进一步的工作最终成为了1994年制定的第二个MPEG标准组MPEG-2标准的一部分，这个标准正式的称呼是1995年首次公布的ISO/IEC 13818-3
。

编码器的压缩效率通常由位速定义
，因为压缩率依赖于位数（:en:bit depth）和输入信号的采样率。然而，经常有产品使用CD参数（44.1kHz
、两个通道、每通道16位或者称为2x16位）作为压缩率参考 ，使用这个参考的压缩率通常较高
，这也说明了压缩率对于有损压缩存在的问题 。

Karlheinz Brandenburg使用CD介质的Suzanne Vega的歌曲Tom's Diner来评价MP3压缩算法
。使用这首歌是因为这首歌的柔和 、简单旋律使得在回放时更容易听到压缩格式中的缺陷。一些人开玩笑地将Suzanne Vega称为“MP3之母” 。来自于EBU V3/SQAM参考CD的更多一些严肃和critical 音频选段(glockenspiel, triangle, accordion, ...)被专业音频工程师用来评价MPEG音频格式的主观感受质量
。

MP3走向大众

为了生成位兼容的MPEG Audio文件（Layer 1
、Layer 2、Layer 3），ISO MPEG Audio委员会成员用C语言开发的一个称为ISO 11172-5的参考模拟软件。在一些非实时操作系统上它能够演示第一款压缩音频基于DSP的实时硬件解码 。一些其它的MPEG Audio实时开发出来用于面向消费接收机和机顶盒的数字广播（无线电DAB和电视DVB）
。

后来 ，1994年7月7日Fraunhofer-Gesellschaft发布了第一个称为l3enc的MP3编码器。

Fraunhofer开发组在1995年7月14日选定扩展名.mp3（以前扩展名是.bit） 。使用第一款实时软件MP3播放器Winplay3（1995年9月9日发布）许多人能够在自己的个人电脑上编码和回放MP3文件
。由于当时的硬盘相对较小（如500MB）
，这项技术对于在计算机上存储娱乐音乐来说是至关重要的。

MP2 、MP3与因特网

1993年10月，MP2(MPEG-1 Audio Layer 2)文件在因特网上出现 ，它们经常使用Xing MPEG Audio Player播放
，后来又出现了Tobias Bading为Unix开发的MAPlay 。MAPlay于199年2月22日首次发布，现在已经移植到微软视窗平台上。

刚开始仅有的MP2编码器产品是Xing Encoder和CDDA2WAV ，CDDA2WAV是一个将CD音轨转换成WAV格式的CD抓取器
。

Internet Underground Music Archive（IUMA）通常被认为是在线音乐革命的鼻祖
，IUMA是因特网上第一个高保真音乐网站，在MP3和网络流行之前它有数千首授权的MP2录音。

从1995年上半年开始直到整个九十年代后期 ，MP3开始在因特网上蓬勃发展 。MP3的流行主要得益于如Nullsoft于1997年发布的Winamp和Napster于1999年发布的Napster这样的公司和软件包的成功，并且它们相互促进发展
。这些程序使得普通用户很容易地播放
、制作、共享和收集MP3文件。

关于MP3文件的点对点技术文件共享的争论在最近几年迅速蔓延—这主要是由于压缩使得文件共享成为可能
，未经压缩的文件过于庞大难于共享 。由于MP3文件通过因特网大量传播一些主要唱片厂商通过法律起诉Napster来保护它们的版权（参见知识产权）
。

如iTunes Music Store这样的商业在线音乐发行服务通常选择其它或者专有的支持数字版权管理（DRM）的音乐文件格式以控制和限制数字音乐的使用。支持DRM的格式的使用是为了防止受版权保护的素材免被侵犯版权，但是大多数的保护机制都能被一些方法破解 。这些方法能够被计算机高手用来生成能够自由复制的解锁文件
。一个显著的例外是微软公司的Windows Media Audio 10格式 ，目前它还没有被破解。如果希望得到一个压缩的音频文件
，这个录制的音频流必须进行压缩并且带来音质的降低 。

MP3的音频质量

因为MP3是一种有损格式，它提供了多种不同“位速 ”的选项—也就是用来表示每秒音频所需的编码数据位数
。典型的速度介于每秒128和320kb之间。与此对照的是 ，CD上未经压缩的音频位速是1411.2 kbit/s（16 位/采样点 × 44100 采样点/秒 × 2 通道) 。

使用较低位速编码的MP3文件通常回放质量较低。使用过低的位速
，“压缩噪声（:en:compression artifact）”（原始录音中没有的声音）将会在回放时出现
。说明压缩噪声的一个好例子是压缩欢呼的声音：由于它的随机性和急剧变化，所以编码器的错误就会更明显 ，并且听起来就象回声。

除了编码文件的位速之外
，MP3文件的质量也与编码器的质量以及编码信号的难度有关 。使用优质编码器编码的普通信号，一些人认为128kbit/s的MP3以及44.1kHz的CD采样的音质近似于CD音质 ，同时得到了大约11:1的压缩率
。在这个比率下正确编码的MP3能够获得比调频广播和卡式磁带更好的音质
，这主要是那些模拟介质的带宽限制 、信噪比和其它一些限制。然而，听力测试显示经过简单的练习测试听众能够可靠地区分出128kbit/s MP3与原始CD的区别 。在许多情况下他们认为MP3音质太低是不可接受的 ，然而其他一些听众或者换个环境（如在嘈杂的车中或者聚会上）他们又认为音质是可接受的
。很显然，MP3 编码的瑕疵在低端计算机的扬声器上比较不明显
，而在连接到计算机的高质量立体声系统，尤其是使用高质量的headphone时则比较明显。

Fraunhofer Gesellschaft（FhG）在他们的官方网站上公布了下面的MPEG-1 Layer 1、2和3的压缩率和数据速率用于比较：

* Layer 1: 384 kbit/s ，压缩率 4:1

* Layer 2: 192...256 kbit/s
，压缩率 8:1...6:1

* Layer 3: 112...128 kbit/s，压缩率 12:1...10:1

不同层面之间的差别是因为它们使用了不同的心理声学模型导致的；Layer 1的算法相当简单 ，所以透明编码就需要更高的位速 。然而
，由于不同的编码器使用不同的模型，很难进行这样的完全比较
。

许多人认为所引用的速率出于对Layer 2和Layer 3记录的偏爱而出现了严重扭曲。他们争辩说实际的速率如下所列：

* Layer 1: 384 kbit/s 优秀

* Layer 2: 256...384 kbit/s 优秀, 224...256 kbit/s 很好, 192...224 kbit/s 好

* Layer 3: 224...320 kbit/s 优秀, 192...224 kbit/s 很好, 128...192 kbit/s 好

当比较压缩机制时 ，很重要的是要使用同等音质的编码器 。将新编码器与基于过时技术甚至是带有缺陷的旧编码器比较可能会产生对于旧格式不利的结果
。由于有损编码会丢失信息这样一个现实
，MP3算法通过建立人类听觉总体特征的模型尽量保证丢弃的部分不被人耳识别出来（例如，由于noise masking） ，不同的编码器能够在不同程度上实现这一点。

一些可能的编码器：

* Mike Cheng在1998年早些时候首次开发的LAME 。 与其它相比
，它是一个完全遵循LGPL的MP3编码器，它有良好的速度和音质 ，甚至对MP3技术的后继版本形成了挑战。

* Fraunhofer Gesellschaft：有些编码器不错，有些有缺陷
。

有许多的早期编码器现在已经不再广泛使用：

* ISO dist10 参考代码

* Xing

* BladeEnc

* ACM Producer Pro.

好的编码器能够在128到160kbit/s下达到可接受的音质
，在160到192kbit/s下达到接近透明的音质。所以不在特定编码器或者最好的编码器话题内说128kbit/s或者192kbit/s下的音质是容易引起误解的 。一个好的编码器在 128kbit/s下生成的MP3有可能比一个不好的编码器在192kbit/s下生成的MP3音质更好
。另外，即使是同样的编码器同样的文件大小 ，一个不变位速的MP3可能比一个变位速的MP3音质要差很多。

需要注意的一个重要问题是音频信号的质量是一个主观判断 。Placebo effect is rampant, with many users claiming to require a certain quality level for transparency.许多用户在A/B测试中都没有通过
，他们无法在更低的位速下区分文件
。一个特定的位速对于有些用户来说是足够的，对于另外一些用户来说是不够的。每个人的声音感知可能有所不同 ，所以一个能够满足所有人的特定心理声学模型并不明显存在 。仅仅改变试听环境
，如音频播放系统或者环境可能就会显现出有损压缩所产生的音质降低
。上面给出的数字只是大多数人的一个大致有效参考，但是在有损压缩领域真正有效的压缩过程质量测试手段就是试听音频结果。

如果你的目标是实现没有质量损失的音频文件或者用在演播室中的音频文件 ，就应该使用无损压缩算法
，目前能够将16位PCM音频数据压缩到38%并且声音没有任何损失，这样的压缩工具有Lossless Audio LA
、Apple Lossless、TTA 、FLAC
、Windows Media Audio 9 Lossless (wma) 和Monkey's Audio 等等 。对于需要进行编辑、混合处理的音频文件要尽量使用无损格式 ，否则有损压缩产生的误差可能在处理后无法预测,多次编码产生的损失将会混杂在一起
，在处理之后进行编码这些损失将会变得更加明显
。无损压缩在降低压缩率的代价下能够达到最好的结果。

一些简单的编辑操作，如切掉音频的部分片段 ，可以直接在MP3数据上操作而不需要重新编码 。对于这些操作来说，只要使用合适的软件（mp3DirectCut和MP3Gain）
，上面提到的所关心的问题可以不必考虑。

位速

位速对于MP3文件来说是可变的
。总的原则是位速越高则声音文件中包含的原始声音信息越多，这样回放时声音质量也越高。在MP3编码的早期 ，整个文件使用一个固定的位速 。

MPEG-1 Layer 3允许使用的位速是32 、40
、48、56 、64
、80、96 、112
、128、160 、192、224
、256和320 kbit/s
，允许的采样频率是32、44.1和48kHz
。44.1kHz是最为经常使用的速度（与CD的采样速率相同），128kbit/s是事实上“好品质
”的标准 ，尽管192kbit/s在对等文件共享网络上越来越受到欢迎。MPEG-2和[非正式的]MPEG-2.5包括其它一些位速：6 、12
、24、32 、40
、48、56 、64
、80、96 、112
、128、144 、160kbit/s 。

可变位速（VBR）也是可能的
。MP3文件的中的音频切分成有自己不同位速的帧
，这样在文件编码的时候就可以动态地改变位速。尽管在最初的实现中并没有这项功能，VBR现在已经得到了广泛的应用 。这项技术使得在声音变化大的部分使用较大的位速而在声音变化小的部分使用较小的位速成为可能
。这个方法类似于声音控制的磁带录音机不记录静止部分节省磁带消耗。一些编码器在很大程度上依赖于这项技术 。

高达640kbit/s的非标准位速可以使用LAME编码器和自由格式来实现 ，但是几乎没有MP3播放器能够播放这些文件
。

MP3的设计局限

MP3格式有一些不能仅仅通过使用更好的编码器绕过的内在限制。一些新的压缩格式如Vorbis和AAC不再有这些限制 。

按照技术术语
，MP3有如下一些限制：

* 位速最大是320 kbit/s

* 时间分辨率相对于变化迅速的信号来说太低

* 对于超过15.5/15.8 kHz的频率没有scale factor band

* Joint stereo 是基于帧与帧完成的

* 没有定义编码器/解码器的整体时延，这就意味着gapless playback缺少一个正式的规定

然而 ，即使有这些限制
，一个好好的调整MP3编码器能够非常有竞争力地完成编码任务。

MP3音频编码

MPEG-1标准中没有MP3编码器的一个精确规范，然而与此相反 ，解码算法和文件格式却进行了细致的定义
。人们设想编码的实现是设计自己的适合去除原始音频中部分信息的算法（或者是它在频域中的修正离散余弦（MDCT）表示）。在编码过程中，576个时域样本被转换成576个频域样本
，如果是瞬变信号就使用192而不是576个采样点，这是限制量化噪声随着随瞬变信号短暂扩散 。

这是听觉心理学的研究领域：人类主观声音感知
。

这样带来的结果就是出现了许多不同的MP3编码器 ，每种生成的声音质量都不相同。有许多它们的比较结果
，这样一个潜在用户很容易选择合适的编码器 。需要记住的是高位速编码表现优秀的编码器（如LAME这个在高位速广泛使用的编码器）未必在低位速的表现也同样好
。

MP3音频解码

另一方面，解码在标准中进行了细致的定义。

多数解码器是bitstream compliant ，也就是说MP3文件解码出来的非压缩输出信号将与标准文档中数学定义的输出信号一模一样（在规定的近似误差范围内） 。

MP3文件有一个标准的格式
，这个格式就是包括384、576
、或者1152个采样点（随MPEG的版本和层不同而不同）的帧，并且所有的帧都有关联的头信息（32位）和辅助信息（9、17或者32字节 ，随着MPEG版本和立体声或者单通道的不同而不同）
。头和辅助信息能够帮助解码器正确地解码相关的霍夫曼编码数据。

所以
，大多数的解码器比较几乎都是完全基于它们的计算效率（例如，它们在解码过程中所需要的内存或者CPU时间） 。

ID3和其它标签

Main articles: ID3 and APEv2 tag

“标签”是MP3（或其它格式）中保存的包含如标题 、艺术家
、唱片、音轨号或者其它关于MP3文件信息等添加到文件的数据
。最为流行的标准标签格式目前是ID3 ID3v1和ID3v2标签 ，最近的是APEv2标签。

APEv2最初是为MPC 文件格式开发的（参见 APEv2规范） 。APEv2可以与ID3标签在同一个文件中共存
，但是它也可以单独使用。

音量归一化（normalization）

由于CD和其它各种各样的音源都是在不同的音量下录制的，在标签中保存文件的音量信息将是有用的 ，这样的话回放时音量能够进行动态调节
。

人们已经提出了一些对MP3文件增益进行编码的标准。它们的设计思想是对音频文件的音量（不是“峰值 ”音量）进行归一化，这样以保证在不同的连续音轨切换时音量不会有变化 。

最流行最常用的保存回放增益的解决方法是被简单地称作“Replay Gain
”的方法
。音轨的音量平均值和修剪信息都存在元数据标签中。

可选技术

有许多其它的有损音频编解码存在
，其中包括：

* MPEG-1/2 Audio Layer 2 (MP2)，MP3的前辈；

* MPEG-4 AAC, MP3的继承者 ，Apple的iTunes Music Store和iPod使用；

* Xiph.org Foundation的Ogg Vorbis
，自由软件和没有专利的编解码器；

* MPC，也称作Musepack（以前叫MP+） ，由MP2派生出来；

* Thomson Multimedia的MP3和SBR的组合mp3PRO；

* AC-3
，Dolby Digital和DVD中使用；

* ATRAC，Sony的Minidisc使用;

* Windows Media Audio（WMA）来自于微软公司；

* QDesign, 用于低速QuickTime；

* AMR-WB+ 针对蜂窝电话和其它有限带宽使用进行了优化的增强自适应多速宽带编解码器（Enhanced Adaptive Multi Rate WideBand codec）；

* RealNetworks的RealAudio ，经常用于网站的流媒体；

* Speex
，基于CELP的专门为语音和VoIP设计的自由软件和无专利编解码器 。

mp3PRO 、MP3
、AAC、和MP2都是同一个技术家族中的成员，并且都是基于大致类似的心里声学模型
。Fraunhofer Gesellschaft拥有许多涵盖这些编解码器所用技术的基本专利 ，Dolby Labs 、索尼公司
、Thomson Consumer Electronics和AT&T拥有其它一些关键专利。

在因特网上有一些其它无损音频压缩方法 。尽管它们与MP3不同
，它们是其它压缩机制的优秀范例，它们包括：

* FLAC 表示'自由无损音频编解码（Free Lossless Audio Codec）'

* Monkey's Audio

* SHN ，也称为Shorten

* TTA

* Wavpack

* Apple Lossless

听觉测试试图找出特定位速下的最好质量的有损音频编解码
。在128kbit/s下，Ogg Vorbis、AAC 、MPC和WMA Pro性能持平处于领先位置
，LAME MP3稍微落后。在64kbit/s下，AAC-HE和mp3pro少许领先于其它编解码器 。在超过128kbit/s下 ，多数听众听不出它们之间有明显差别
。什么是“CD音质”也是很主观的：对于一些人来说128kbit/s的MP3就足够了
，而对于另外一些人来说必须是200kbit/s以上的位速。

尽管如WMA和RealAudio这些新的编解码器的支持者宣称它们各自的算法能够在64kbit/s达到CD音质，听觉测试却显示了不同的结果；然而 ，这些编解码器在64kbit/s的音质明显超过同样位速下MP3的音质 。无专利的Ogg Vorbis编解码器的开发者宣称它们的算法超过了MP3
、RealAudio和WMA的音质
，上面提到的听觉测试证实了这种说法。Thomson宣称它的mp3PRO 在64kbit/s达到了CD音质，但是测试者报告说64kbit/s的mp3Pro文件与112kbit/s的MP3文件音质类似 ，但是直到 80kbit/s时它才能接近CD音质
。

专门为MPEG-1/2视频设计的、优化的MP3总体上在低于48kbit/s的单声道数据和低于80kbit/s的立体声上表现不佳。

授权和专利问题

Thomson Consumer Electronics在认可软件专利的国家控制着MPEG-1/2 Layer 3 专利的授权
，这些国家包括美国和日本，欧盟国家不包括在内 。Thomson积极地加强这些专利的保护
。Thomson已经在欧盟国家被欧洲专利局（:en:European Patent Office授予软件专利 ，但是还不清楚它们是否会被那里的司法所加强。参见欧洲专利协定中的软件专利（:en:Software patents under the European Patent Convention） 。

关于Thomson专利文件 、授权协议和费用的最新信息请参考它们的网站mp3licensing.com
。

在1998年9月
，Fraunhofer Institute向几个MP3软件开发者发去了一封信声明“发布或者销售编码器或者解码器 ”需要授权。这封信宣称非经授权的产品“触犯了 Fraunhofer和THOMSON的专利权 。制造、销售或者发布使用[MPEG Layer-3]标准或者我们专利的产品，你们需要从我们这里获得这些专利的授权协议
。
”

这些专利问题极大地减慢了未经授权的MP3软件开发并且导致人们的注意力转向开发和欢迎其它如WMA和Ogg Vorbis这样的替代品。Windows开发系统的制造商微软公司从MP3专向它们自有的Windows Media格式以避免与专利相关的授权问题 。直到那些关键的专利过期之前 ，未经授权的编码器和播放器在认可软件专利的国家看起来都是非法的
。

尽管有这些专利限制，永恒的MP3格式继续向前发展；这种现象的原因看起来是由如下因素带来的网络效应：

* 熟悉这种格式
，不知道有其它可选格式存在，

* 这些可选格式没有普遍地明显超过MP3的优势这样一个现实 ，

* 大量的MP3格式音乐
，

* 大量的使用这种格式的不同软件和硬件，

* 没有DRM保护技术 ，这使得MP3文件可以很容易地修改
、复制和通过网络重新发布
，

* 大多数家庭用户不知道或者不关心软件专利争端，通常这些争端与他们个人用途而选用MP3格式无关。

另外 ，专利持有人不愿对于开源解码器加强授权费用的征收
，这也带来了许多免费MP3解码器的发展 。另外，尽管他们试图阻止发布编码器的二进制代码 ， Thomson已经宣布使用免费MP3编码器的个人用户将不需要支付费用。这样
，尽管专利费是许多公司打算使用MP3格式时需要考虑的问题，对于用户来说并没有什么影响 ，这就带来了这种格式的广受欢迎
。

Sisvel S.p.A. [1]和它的美国子公司Audio MPEG, Inc. [2]以前曾经以侵犯MP3技术专利为由起诉Thomson[3]，但是那些争端在2005年11月最终以Sisvel给Thomson MP3授权而结束。Motorola最近也与Audio MPEG签署了MP3的授权协议 。由于Thomson和Sisvel都拥有他们声称编解码器必需的单独的专利
，MP3专利的法律状态还不清晰
。

Fraunhofer的专利将在2010年4月到期，到了那时MP3算法将不再受专利保护。 ]

说到mp3 ，首先要提一下MPEG是动态图象专家组的应为缩写 。这个专家组始建于1988年
，专门负责为cd建立视频和音频压缩标准
。MPEG音频文件指的是MPEG标准中的声音部分，即MPEG音频层。MPEG文件根据压缩质量和编码复杂程度的不同可分为三层（MPEG AUDIO LAYER 1/2/3分别于mp1、mp2 、mp3这三种声音文件相对应 。 MPEG音频编码具有很高的压缩率 ，mp1和mp2的压缩率分别为4:1和6:1-8:1
，而mp3的压缩率则高达10:1-12:1，也就是说一分钟cd音质的音乐未经压缩需要10MB存储空间 ，而经过mp3压缩编码后只有1MB左右
，同时其音质基本保持不失真
。 因此，目前互联网上的音乐格式一mp3最为常见 ，mp3位降低声音失真采取了名为“感官编码技术”的编码算法：编码时先对音频文件进行频谱分析
，然后用过滤器滤掉噪音电平，接着通过量化的方式将剩下的每一位打散排列 ，最后形成具有较高压缩比的mp3文件，并使压缩后的文件在回放时能够达到较接近原音源的声音效果。虽然他是一种有损压缩
，但是它的最大优势是一极小的声音失真换来较高的压缩比 。 MP3是MPEG－1 Audio Layer 3的简称，通过特殊的数据压缩算法对原先的音频信号进行处理 ，可使数码音频文件的大小仅为原来的十几分之一
。作为手机铃声
，MP3的最大优势在于能将语音文件压缩到原来的十分之一甚至十二分之一。 支持机型：摩托罗拉E398
、C650、V303 、索尼爱立信K700C
、K500C等

WMA

WMA的全称是Windows Media Audio，它是微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式 。由于WMA在压缩比和音质方面都超过了MP3 ，更是远胜于RA(Real Audio)
，即使在较低的采样频率下也能产生较好的音质。

在64kbps的数据速率时，在13000-20000Hz频率段就能保留了大部分信息
。

但64kbps的WMA的低频表现实在有点令人失望 ，听上去比较硬
，如同加入了哇声效果般，感觉非常不好 ，当然比同比特64K的mp3要好感觉声音更集中。听觉上64WMA的表现基本接近128kbps mp3的音质水平
，但没有达到 。96K的wma略好于128K的mp3，WMA在高于128以上的各种比特率表现相差不大 ，高频和泛音都很丰富，一般人听不出WMA128Kbps以上的音质和音色的差异
，

总体感觉WMA的声音偏硬,适合流行摇滚,如果是古典或者纯人声的话,感觉有点生硬,在低于128K时，WMA对于MP3拥有绝对优势！128以上的WMA相比MP3会有薄的感觉

在128kbps及以下码流的试听中WMA完全超过了MP3格式 ，低码流之王不是浪得虚名的
。但是当码流上升到128kbp以后
，WMA的音质却并没有如MP3一样随着码流的提高.

甚么是温室效应?

1.便携MP3播放器的俗称.

用来播放MP3格式音乐(现在可以兼容wma,wav等格式)的一种便携式的播放器.便携式MP3播放器最初由韩国人文光洙和黄鼎夏(Moon & Hwang)于1997年发明，并申请了相关专利.

2.MP3作为一种音乐格式

MPEG-1 Audio Layer 3 ，经常称为MP3
，是当今较流行的一种数字音频编码和有损压缩格式，它设计用来大幅度地降低音频数据量 ，而对于大多数用户来说重放的音质与最初的不压缩音频相比没有明显的下降。它是在1991年由位于德国埃尔朗根的研究组织Fraunhofer-Gesellschaft的一组工程师发明和标准化的 。

概观

MP3是一个数据压缩格式
。它丢弃掉脉冲编码调制（PCM）音频数据中对人类听觉不重要的数据（类似于JPEG是一个有损图像压缩）
，从而达到了小得多的文件大小。

在MP3中使用了许多技术其中包括心理声学以确定音频的哪一部分可以丢弃 。MP3音频可以按照不同的位速进行压缩，提供了在数据大小和声音质量之间进行权衡的一个范围
。

MP3格式使用了混合的转换机制将时域信号转换成频域信号：

* 32波段多相积分滤波器(PQF)

* 36或者12 tap 改良离散余弦滤波器(MDCT)；每个子波段大小可以在0...1和2...31之间独立选择

* 混叠衰减后处理

根据MPEG规范的说法 ，MPEG-4中的AAC（Advanced audio coding）将是MP3格式的下一代
，尽管有许多创造和推广其他格式的重要努力。然而，由于MP3的空前的流行 ，任何其他格式的成功在目前来说都是不太可能的 。MP3不仅有广泛的用户端软件支持，也有很多的硬件支持比如便携式媒体播放器（指MP3播放器）DVD和CD播放器
。

历史

发展

MPEG-1 Audio Layer 2编码开始时是德国Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt（后来称为Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, 德国太空中心）Egon Meier-Engelen管理的数字音频广播（DAB）项目。这个项目是欧盟作为EUREKA研究项目资助的
，它的名字通常称为EU-147 。EU-147 的研究期间是1987年到1994年。

到了1991年，就已经出现了两个提案：Musicam（称为Layer 2）和ASPEC（自适应频谱感知熵编码）
。荷兰飞利浦公司、法国CCETT和德国Institut für Rundfunktechnik提出的Musicam方法由于它的简单 、出错时的健壮性以及在高质量压缩时较少的计算量而被选中。基于子带编码的Musicam 格式是确定MPEG音频压缩格式（采样率
、帧结构、数据头 、每帧采样点）的一个关键因素 。这项技术和它的设计思路完全融合到了ISO MPEG Audio Layer I
、II 以及后来的Layer III（MP3）格式的定义中
。在Mussmann教授（University of Hannover）的主持下 ，标准的制定由Leon van de Kerkhof（Layer I）和Gerhard Stoll（Layer II）完成。

一个由荷兰Leon Van de Kerkhof、德国Gerhard Stoll 、法国Yves-Fran?ois Dehery和德国Karlheinz Brandenburg 组成的工作小组吸收了Musicam和ASPEC的设计思想
，并添加了他们自己的设计思想从而开发出了MP3，MP3能够在128kbit/s达到MP2 192kbit/s 音质 。

所有这些算法最终都在1992年成为了MPEG的第一个标准组MPEG-1的一部分 ，并且生成了1993年公布的国际标准ISO/IEC 11172-3
。MPEG音频上的更进一步的工作最终成为了1994年制定的第二个MPEG标准组MPEG-2标准的一部分
，这个标准正式的称呼是1995年首次公布的ISO/IEC 13818-3。

编码器的压缩效率通常由位速定义，因为压缩率依赖于位数（:en:bit depth）和输入信号的采样率 。然而 ，经常有产品使用CD参数（44.1kHz、两个通道
、每通道16位或者称为2x16位）作为压缩率参考
，使用这个参考的压缩率通常较高，这也说明了压缩率对于有损压缩存在的问题
。

Karlheinz Brandenburg使用CD介质的Suzanne Vega的歌曲Tom's Diner来评价MP3压缩算法。使用这首歌是因为这首歌的柔和、简单旋律使得在回放时更容易听到压缩格式中的缺陷 。一些人开玩笑地将Suzanne Vega称为“MP3之母 ”
。来自于EBU V3/SQAM参考CD的更多一些严肃和critical 音频选段(glockenspiel, triangle, accordion, ...)被专业音频工程师用来评价MPEG音频格式的主观感受质量。

MP3走向大众

为了生成位兼容的MPEG Audio文件（Layer 1 、Layer 2
、Layer 3） ，ISO MPEG Audio委员会成员用C语言开发的一个称为ISO 11172-5的参考模拟软件 。在一些非实时操作系统上它能够演示第一款压缩音频基于DSP的实时硬件解码。一些其它的MPEG Audio实时开发出来用于面向消费接收机和机顶盒的数字广播（无线电DAB和电视DVB）
。

后来
，1994年7月7日Fraunhofer-Gesellschaft发布了第一个称为l3enc的MP3编码器。

Fraunhofer开发组在1995年7月14日选定扩展名.mp3（以前扩展名是.bit） 。使用第一款实时软件MP3播放器Winplay3（1995年9月9日发布）许多人能够在自己的个人电脑上编码和回放MP3文件
。由于当时的硬盘相对较小（如500MB），这项技术对于在计算机上存储娱乐音乐来说是至关重要的。

MP2、MP3与因特网

1993年10月 ，MP2(MPEG-1 Audio Layer 2)文件在因特网上出现，它们经常使用Xing MPEG Audio Player播放
，后来又出现了Tobias Bading为Unix开发的MAPlay 。MAPlay于199年2月22日首次发布，现在已经移植到微软视窗平台上
。

刚开始仅有的MP2编码器产品是Xing Encoder和CDDA2WAV ，CDDA2WAV是一个将CD音轨转换成WAV格式的CD抓取器。

Internet Underground Music Archive（IUMA）通常被认为是在线音乐革命的鼻祖
，IUMA是因特网上第一个高保真音乐网站，在MP3和网络流行之前它有数千首授权的MP2录音 。

从1995年上半年开始直到整个九十年代后期 ，MP3开始在因特网上蓬勃发展
。MP3的流行主要得益于如Nullsoft于1997年发布的Winamp和Napster于1999年发布的Napster这样的公司和软件包的成功
，并且它们相互促进发展。这些程序使得普通用户很容易地播放 、制作
、共享和收集MP3文件 。

关于MP3文件的点对点技术文件共享的争论在最近几年迅速蔓延—这主要是由于压缩使得文件共享成为可能，未经压缩的文件过于庞大难于共享
。由于MP3文件通过因特网大量传播一些主要唱片厂商通过法律起诉Napster来保护它们的版权（参见知识产权）。

如iTunes Music Store这样的商业在线音乐发行服务通常选择其它或者专有的支持数字版权管理（DRM）的音乐文件格式以控制和限制数字音乐的使用 。支持DRM的格式的使用是为了防止受版权保护的素材免被侵犯版权 ，但是大多数的保护机制都能被一些方法破解。这些方法能够被计算机高手用来生成能够自由复制的解锁文件
。一个显著的例外是微软公司的Windows Media Audio 10格式
，目前它还没有被破解。如果希望得到一个压缩的音频文件，这个录制的音频流必须进行压缩并且带来音质的降低 。

MP3的音频质量

因为MP3是一种有损格式 ，它提供了多种不同“位速
”的选项—也就是用来表示每秒音频所需的编码数据位数
。典型的速度介于每秒128和320kb之间。与此对照的是
，CD上未经压缩的音频位速是1411.2 kbit/s（16 位/采样点 × 44100 采样点/秒 × 2 通道) 。

使用较低位速编码的MP3文件通常回放质量较低
。使用过低的位速，“压缩噪声（:en:compression artifact）”（原始录音中没有的声音）将会在回放时出现。说明压缩噪声的一个好例子是压缩欢呼的声音：由于它的随机性和急剧变化 ，所以编码器的错误就会更明显，并且听起来就象回声 。

除了编码文件的位速之外
，MP3文件的质量也与编码器的质量以及编码信号的难度有关
。使用优质编码器编码的普通信号，一些人认为128kbit/s的MP3以及44.1kHz的CD采样的音质近似于CD音质 ，同时得到了大约11:1的压缩率。在这个比率下正确编码的MP3能够获得比调频广播和卡式磁带更好的音质
，这主要是那些模拟介质的带宽限制、信噪比和其它一些限制 。然而，听力测试显示经过简单的练习测试听众能够可靠地区分出128kbit/s MP3与原始CD的区别
。在许多情况下他们认为MP3音质太低是不可接受的 ，然而其他一些听众或者换个环境（如在嘈杂的车中或者聚会上）他们又认为音质是可接受的。很显然
，MP3 编码的瑕疵在低端计算机的扬声器上比较不明显，而在连接到计算机的高质量立体声系统 ，尤其是使用高质量的headphone时则比较明显 。

Fraunhofer Gesellschaft（FhG）在他们的官方网站上公布了下面的MPEG-1 Layer 1 、2和3的压缩率和数据速率用于比较：

* Layer 1: 384 kbit/s
，压缩率 4:1

* Layer 2: 192...256 kbit/s，压缩率 8:1...6:1

* Layer 3: 112...128 kbit/s ，压缩率 12:1...10:1

不同层面之间的差别是因为它们使用了不同的心理声学模型导致的；Layer 1的算法相当简单
，所以透明编码就需要更高的位速。然而，由于不同的编码器使用不同的模型 ，很难进行这样的完全比较
。

许多人认为所引用的速率出于对Layer 2和Layer 3记录的偏爱而出现了严重扭曲。他们争辩说实际的速率如下所列：

* Layer 1: 384 kbit/s 优秀

* Layer 2: 256...384 kbit/s 优秀, 224...256 kbit/s 很好, 192...224 kbit/s 好

* Layer 3: 224...320 kbit/s 优秀, 192...224 kbit/s 很好, 128...192 kbit/s 好

当比较压缩机制时，很重要的是要使用同等音质的编码器 。将新编码器与基于过时技术甚至是带有缺陷的旧编码器比较可能会产生对于旧格式不利的结果
。由于有损编码会丢失信息这样一个现实
，MP3算法通过建立人类听觉总体特征的模型尽量保证丢弃的部分不被人耳识别出来（例如，由于noise masking） ，不同的编码器能够在不同程度上实现这一点。

一些可能的编码器：

* Mike Cheng在1998年早些时候首次开发的LAME 。 与其它相比
，它是一个完全遵循LGPL的MP3编码器，它有良好的速度和音质 ，甚至对MP3技术的后继版本形成了挑战
。

* Fraunhofer Gesellschaft：有些编码器不错
，有些有缺陷。

有许多的早期编码器现在已经不再广泛使用：

* ISO dist10 参考代码

* Xing

* BladeEnc

* ACM Producer Pro.

好的编码器能够在128到160kbit/s下达到可接受的音质，在160到192kbit/s下达到接近透明的音质 。所以不在特定编码器或者最好的编码器话题内说128kbit/s或者192kbit/s下的音质是容易引起误解的
。一个好的编码器在 128kbit/s下生成的MP3有可能比一个不好的编码器在192kbit/s下生成的MP3音质更好。另外 ，即使是同样的编码器同样的文件大小
，一个不变位速的MP3可能比一个变位速的MP3音质要差很多 。

需要注意的一个重要问题是音频信号的质量是一个主观判断
。Placebo effect is rampant, with many users claiming to require a certain quality level for transparency.许多用户在A/B测试中都没有通过，他们无法在更低的位速下区分文件。一个特定的位速对于有些用户来说是足够的 ，对于另外一些用户来说是不够的 。每个人的声音感知可能有所不同
，所以一个能够满足所有人的特定心理声学模型并不明显存在。仅仅改变试听环境，如音频播放系统或者环境可能就会显现出有损压缩所产生的音质降低
。上面给出的数字只是大多数人的一个大致有效参考 ，但是在有损压缩领域真正有效的压缩过程质量测试手段就是试听音频结果。

如果你的目标是实现没有质量损失的音频文件或者用在演播室中的音频文件，就应该使用无损压缩算法
，目前能够将16位PCM音频数据压缩到38%并且声音没有任何损失，这样的压缩工具有Lossless Audio LA
、Apple Lossless、TTA 、FLAC
、Windows Media Audio 9 Lossless (wma) 和Monkey's Audio 等等 。对于需要进行编辑、混合处理的音频文件要尽量使用无损格式 ，否则有损压缩产生的误差可能在处理后无法预测,多次编码产生的损失将会混杂在一起
，在处理之后进行编码这些损失将会变得更加明显
。无损压缩在降低压缩率的代价下能够达到最好的结果。

一些简单的编辑操作，如切掉音频的部分片段 ，可以直接在MP3数据上操作而不需要重新编码 。对于这些操作来说
，只要使用合适的软件（mp3DirectCut和MP3Gain），上面提到的所关心的问题可以不必考虑
。

位速

位速对于MP3文件来说是可变的。总的原则是位速越高则声音文件中包含的原始声音信息越多 ，这样回放时声音质量也越高 。在MP3编码的早期
，整个文件使用一个固定的位速
。

MPEG-1 Layer 3允许使用的位速是32 、40、48
、56、64 、80
、96、112 、128
、160、192 、224
、256和320 kbit/s，允许的采样频率是32、44.1和48kHz。44.1kHz是最为经常使用的速度（与CD的采样速率相同） ，128kbit/s是事实上“好品质 ”的标准
，尽管192kbit/s在对等文件共享网络上越来越受到欢迎 。MPEG-2和[非正式的]MPEG-2.5包括其它一些位速：6 、12
、24、32 、40、48
、56、64 、80
、96、112 、128
、144、160kbit/s
。

可变位速（VBR）也是可能的。MP3文件的中的音频切分成有自己不同位速的帧，这样在文件编码的时候就可以动态地改变位速 。尽管在最初的实现中并没有这项功能 ，VBR现在已经得到了广泛的应用。这项技术使得在声音变化大的部分使用较大的位速而在声音变化小的部分使用较小的位速成为可能
。这个方法类似于声音控制的磁带录音机不记录静止部分节省磁带消耗。一些编码器在很大程度上依赖于这项技术 。

高达640kbit/s的非标准位速可以使用LAME编码器和自由格式来实现，但是几乎没有MP3播放器能够播放这些文件
。

MP3的设计局限

MP3格式有一些不能仅仅通过使用更好的编码器绕过的内在限制。一些新的压缩格式如Vorbis和AAC不再有这些限制 。

按照技术术语
，MP3有如下一些限制：

* 位速最大是320 kbit/s

* 时间分辨率相对于变化迅速的信号来说太低

* 对于超过15.5/15.8 kHz的频率没有scale factor band

* Joint stereo 是基于帧与帧完成的

* 没有定义编码器/解码器的整体时延，这就意味着gapless playback缺少一个正式的规定

然而 ，即使有这些限制
，一个好好的调整MP3编码器能够非常有竞争力地完成编码任务
。

MP3音频编码

MPEG-1标准中没有MP3编码器的一个精确规范，然而与此相反 ，解码算法和文件格式却进行了细致的定义。人们设想编码的实现是设计自己的适合去除原始音频中部分信息的算法（或者是它在频域中的修正离散余弦（MDCT）表示） 。在编码过程中
，576个时域样本被转换成576个频域样本，如果是瞬变信号就使用192而不是576个采样点 ，这是限制量化噪声随着随瞬变信号短暂扩散
。

这是听觉心理学的研究领域：人类主观声音感知。

这样带来的结果就是出现了许多不同的MP3编码器
，每种生成的声音质量都不相同 。有许多它们的比较结果，这样一个潜在用户很容易选择合适的编码器
。需要记住的是高位速编码表现优秀的编码器（如LAME这个在高位速广泛使用的编码器）未必在低位速的表现也同样好。

MP3音频解码

另一方面 ，解码在标准中进行了细致的定义 。

多数解码器是bitstream compliant
，也就是说MP3文件解码出来的非压缩输出信号将与标准文档中数学定义的输出信号一模一样（在规定的近似误差范围内）。

MP3文件有一个标准的格式，这个格式就是包括384 、576
、或者1152个采样点（随MPEG的版本和层不同而不同）的帧 ，并且所有的帧都有关联的头信息（32位）和辅助信息（9、17或者32字节，随着MPEG版本和立体声或者单通道的不同而不同）
。头和辅助信息能够帮助解码器正确地解码相关的霍夫曼编码数据。

所以
，大多数的解码器比较几乎都是完全基于它们的计算效率（例如，它们在解码过程中所需要的内存或者CPU时间） 。

ID3和其它标签

Main articles: ID3 and APEv2 tag

“标签
”是MP3（或其它格式）中保存的包含如标题 、艺术家
、唱片、音轨号或者其它关于MP3文件信息等添加到文件的数据
。最为流行的标准标签格式目前是ID3 ID3v1和ID3v2标签 ，最近的是APEv2标签。

APEv2最初是为MPC 文件格式开发的（参见 APEv2规范） 。APEv2可以与ID3标签在同一个文件中共存
，但是它也可以单独使用
。

音量归一化（normalization）

由于CD和其它各种各样的音源都是在不同的音量下录制的，在标签中保存文件的音量信息将是有用的 ，这样的话回放时音量能够进行动态调节。

人们已经提出了一些对MP3文件增益进行编码的标准 。它们的设计思想是对音频文件的音量（不是“峰值”音量）进行归一化
，这样以保证在不同的连续音轨切换时音量不会有变化
。

最流行最常用的保存回放增益的解决方法是被简单地称作“Replay Gain ”的方法。音轨的音量平均值和修剪信息都存在元数据标签中 。

可选技术

有许多其它的有损音频编解码存在，其中包括：

* MPEG-1/2 Audio Layer 2 (MP2) ，MP3的前辈；

* MPEG-4 AAC, MP3的继承者
，Apple的iTunes Music Store和iPod使用；

* Xiph.org Foundation的Ogg Vorbis，自由软件和没有专利的编解码器；

* MPC ，也称作Musepack（以前叫MP+）
，由MP2派生出来；

* Thomson Multimedia的MP3和SBR的组合mp3PRO；

* AC-3，Dolby Digital和DVD中使用；

* ATRAC ，Sony的Minidisc使用;

* Windows Media Audio（WMA）来自于微软公司；

* QDesign, 用于低速QuickTime；

* AMR-WB+ 针对蜂窝电话和其它有限带宽使用进行了优化的增强自适应多速宽带编解码器（Enhanced Adaptive Multi Rate WideBand codec）；

* RealNetworks的RealAudio，经常用于网站的流媒体；

* Speex
，基于CELP的专门为语音和VoIP设计的自由软件和无专利编解码器
。

mp3PRO 、MP3、AAC
、和MP2都是同一个技术家族中的成员，并且都是基于大致类似的心里声学模型。Fraunhofer Gesellschaft拥有许多涵盖这些编解码器所用技术的基本专利 ，Dolby Labs、索尼公司 、Thomson Consumer Electronics和AT&T拥有其它一些关键专利 。

在因特网上有一些其它无损音频压缩方法。尽管它们与MP3不同
，它们是其它压缩机制的优秀范例，它们包括：

* FLAC 表示'自由无损音频编解码（Free Lossless Audio Codec）'

* Monkey's Audio

* SHN ，也称为Shorten

* TTA

* Wavpack

* Apple Lossless

听觉测试试图找出特定位速下的最好质量的有损音频编解码
。在128kbit/s下
，Ogg Vorbis
、AAC、MPC和WMA Pro性能持平处于领先位置，LAME MP3稍微落后。在64kbit/s下 ，AAC-HE和mp3pro少许领先于其它编解码器 。在超过128kbit/s下
，多数听众听不出它们之间有明显差别
。什么是“CD音质”也是很主观的：对于一些人来说128kbit/s的MP3就足够了，而对于另外一些人来说必须是200kbit/s以上的位速。

尽管如WMA和RealAudio这些新的编解码器的支持者宣称它们各自的算法能够在64kbit/s达到CD音质 ，听觉测试却显示了不同的结果；然而
，这些编解码器在64kbit/s的音质明显超过同样位速下MP3的音质 。无专利的Ogg Vorbis编解码器的开发者宣称它们的算法超过了MP3 、RealAudio和WMA的音质，上面提到的听觉测试证实了这种说法
。Thomson宣称它的mp3PRO 在64kbit/s达到了CD音质 ，但是测试者报告说64kbit/s的mp3Pro文件与112kbit/s的MP3文件音质类似，但是直到 80kbit/s时它才能接近CD音质。

专门为MPEG-1/2视频设计的
、优化的MP3总体上在低于48kbit/s的单声道数据和低于80kbit/s的立体声上表现不佳 。

授权和专利问题

Thomson Consumer Electronics在认可软件专利的国家控制着MPEG-1/2 Layer 3 专利的授权
，这些国家包括美国和日本，欧盟国家不包括在内
。Thomson积极地加强这些专利的保护。Thomson已经在欧盟国家被欧洲专利局（:en:European Patent Office授予软件专利 ，但是还不清楚它们是否会被那里的司法所加强 。参见欧洲专利协定中的软件专利（:en:Software patents under the European Patent Convention）
。

关于Thomson专利文件、授权协议和费用的最新信息请参考它们的网站mp3licensing.com。

在1998年9月
，Fraunhofer Institute向几个MP3软件开发者发去了一封信声明“发布或者销售编码器或者解码器
”需要授权 。这封信宣称非经授权的产品“触犯了 Fraunhofer和THOMSON的专利权。制造 、销售或者发布使用[MPEG Layer-3]标准或者我们专利的产品，你们需要从我们这里获得这些专利的授权协议
。”

这些专利问题极大地减慢了未经授权的MP3软件开发并且导致人们的注意力转向开发和欢迎其它如WMA和Ogg Vorbis这样的替代品。Windows开发系统的制造商微软公司从MP3专向它们自有的Windows Media格式以避免与专利相关的授权问题 。直到那些关键的专利过期之前 ，未经授权的编码器和播放器在认可软件专利的国家看起来都是非法的
。

尽管有这些专利限制
，永恒的MP3格式继续向前发展；这种现象的原因看起来是由如下因素带来的网络效应：

* 熟悉这种格式，不知道有其它可选格式存在 ，

* 这些可选格式没有普遍地明显超过MP3的优势这样一个现实
，

* 大量的MP3格式音乐，

* 大量的使用这种格式的不同软件和硬件 ，

* 没有DRM保护技术
，这使得MP3文件可以很容易地修改
、复制和通过网络重新发布，

* 大多数家庭用户不知道或者不关心软件专利争端 ，通常这些争端与他们个人用途而选用MP3格式无关。

另外，专利持有人不愿对于开源解码器加强授权费用的征收
，这也带来了许多免费MP3解码器的发展 。另外，尽管他们试图阻止发布编码器的二进制代码 ， Thomson已经宣布使用免费MP3编码器的个人用户将不需要支付费用
。这样
，尽管专利费是许多公司打算使用MP3格式时需要考虑的问题，对于用户来说并没有什么影响 ，这就带来了这种格式的广受欢迎。

Sisvel S.p.A. [1]和它的美国子公司Audio MPEG, Inc. [2]以前曾经以侵犯MP3技术专利为由起诉Thomson[3]
，但是那些争端在2005年11月最终以Sisvel给Thomson MP3授权而结束 。Motorola最近也与Audio MPEG签署了MP3的授权协议
。由于Thomson和Sisvel都拥有他们声称编解码器必需的单独的专利，MP3专利的法律状态还不清晰。

Fraunhofer的专利将在2010年4月到期 ，到了那时MP3算法将不再受专利保护 。

何谓‘温室效应’ 参考：weather/wxinfo/climat/greenhs/grnhse ‘温室效应’是指地球大气层上的一种物理特性
。假若没有大气层
，地球表面的平均温度不会是现在 合宜的15℃，而是十分低的-18℃。这温度上的差别是由于一类名为温室气体所引致 ，这些气体吸收红外线辐射而影响到地球整 体的能量平衡 。在现况中
，地面和大气层在整体上吸收太阳辐射后能平衡于释放红外线辐射到太空外(图一)。但受到温室气体的 影响，大气层吸收红外线辐射的份量多过它释放出到太空外 ，这使地球表面温度上升，此过程可称为‘天然的温室效应’
。但由 于人类活动释放出大量的温室气体
，结果让更多红外线辐射被折返到地面上，加强了‘温室效应’的作用。 参考：weather/wxinfo/climat/greenhs/c_radbal 图一简略地说明地球大气层的长期辐射平衡情况 。太阳总辐射量(240瓦每平 方米)和红外线的释放量应要均等
。其中约三分之一(103瓦每平方米)的太阳辐射会被反射而余下的会被地球表面所吸收。此外 ，大气 层的温室气体和云团吸收及再次释放出红外线辐射
，使到地面更暖，高出约33℃ 。 温室效应’增强后的影响 i) 气候转变：‘全球变暖’ 参考：weather/wxinfo/climat/greenhs/warming 温室气体浓度的增加会减少红外线辐射放射到太空外 ，地球的气候因此需要转变来使吸取和释放辐射的份量达至新的平衡
。 这转变可包括‘全球性’的地球表面及大气低层变暖
，因为这样可以将过剩的辐射排放出外。虽然如此，地球表面温度的少许 上升可能会引发其他的变动 ，例如：大气层云量及环流的转变 。当中某些转变可使地面变暖加剧(正反馈)
，某些则可令变暖过 程减慢(负反馈)
。 利用复杂的气候模式，‘ *** 间气候变化专门委员会’在第三份评估报告估计全球的地面平均气温会在2100年上升1.4至5.8度。这预计已考虑到大气 层中悬浮粒子倾于对地球气候降温的效应与及海洋吸收热能的作用 (海洋有较大的热容量) 。但是 ，还有很多未确定的因素会影响 这个推算结果
，例如：未来温室气体排放量的预计、对气候转变的各种反馈过程和海洋吸热的幅度等等
。 ii) 海平面升高 参考：weather/wxinfo/climat/greenhs/coast 假若‘全球变暖’正在发生，有两种过程会导致海平面升高。第一种是海水受热膨胀令水平面上升 。第二种是冰川和格陵兰及南 极洲上的冰块溶解使海洋水份增加。预期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之间
。 对人类生活的潜在影响 i) 经济的影响 全球有超过一半人口居住在沿海100公里的范围以内 ，其中大部份住在海港 附近的城市区域。所以，海平面的显著上升对沿岸低洼地区及海岛会造成严重的经济损害
，例如：加速沿岸沙滩被海水的冲蚀 、 地下淡水被上升的海水推向更远的内陆地方 。 ii) 农业的影响 实验证明在CO2高浓度的环境下，植物会生长得更快速和高大
。但是 ，‘全球变暖’的结果可会影响大气环流
，继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响，以致对植物生态所 产生的转变亦未能确定 。 iii) 海洋生态的影响 沿岸沼泽地区消失肯定会令鱼类 ，尤其是贝壳类的数量减少
。河口水质变咸可会减少淡水鱼的品种数目
，相反该地区海洋鱼类的 品种也可能相对增多。至于整体海洋生态所受的影响仍未能清楚知道 。 iv) 水循环的影响 全球降雨量可能会增加
。但是，地区性降雨量的改变则仍未知道。某些地区可有更多雨量 ，但有些地区的雨量可能会减少 。此外 
，温度的提高会增加水份的蒸发，这对地面上水源的运用带来压力
。

参考: 中国香港天文台 : weather/wxinfo/climat/greenhs/c_grnhse

生态危机－地球暖化与森林砍伐 进入二十一世纪后 ，全球生态系统最大的问题莫过于环境急剧恶化
，其中又以全球暖化所引起的气候异常，带来风灾水害不断 ，土地沙漠化等问题最为严重。以下将剖析影响大自然生态最为严重的杀手－地球暖化与森林砍伐，以及澳洲当局对此生态危机如何因应之道 。 何谓地球暖化？ 是指全球气温受到温室效应的影响而上升
，造成温室效应的主要原因是由二氧化碳浓度增加所引起。二氧化碳会吸收太阳中的长波辐射，增加地球的温度
。如家中的门窗都关起来 ，而你在里面呼吸时将吐出二氧化碳
，随着呼出量的增加，其浓度相对增加 ，慢慢地
，你便会感觉到室内空气有点闷，这种「闷」就如同造成地球暖化现象的温室效应一样 ，换句话说
，地球就如同你的家，门窗就如同大片的森林与植物 ，在地球上的工厂
、动物与交通工具(凡与人类活动有关的事情)都会排出二氧化碳
，若是地球内的空气欠缺循环，那么你就会感觉到地球慢慢地变得「温暖」了。 可能的形成原因 十八世纪中叶 ，在工业革命之后，加速了人口成长 。由于人口成长速度过快
，在有限的地球资源中，人类为了继续追寻经济发展 ，而牺牲地球的天然资源
。经过多年研究
，形成地球暖化的原因如下： (一)温室效应与森林砍伐大量开采煤、石油和天然气等化学燃料： 大规模砍伐森林，取得耕地；在取得这些能源 、资源的过程中 ，破坏了原本大自然所形成之微妙平衡
，其中最重要的一环「氧的循环」受到了破坏，原本二氧化碳被植物利用后 ，再将新鲜的氧气释放回空气中。 (二)空气污染： 人类的工业生产也会排出大量造成温室效应的气体
，如水汽、一氧化碳
、臭氧、甲烷 、氮氧化物及氟氡碳化物等，主要以燃烧达成 ，因为燃烧会需要氧气
，并排放二氧化碳到空气中，增加空气中二氧化碳的浓度 ，使得太阳中的长波辐射被吸收而造成温室效应 。 (三)可能造成的危害： 学者专家预测，全球温度的上升
，将造成两极气温增高，导致格陵兰与南极冰帽融化 ，可能使得海平面上升0.2到1.4 公尺左右
，许多城市将因陆地变成茫茫大海而被淹没，海岸线60公里以内约占全世界1/3的人口 ，将深受其害
。中纬度地区可能因受到圣婴现象而面临旱灾或沙尘暴的威胁
，许多农业地区将不毛之地的沙漠。研究报告指出，全球所有的地区都会或多或少地遭受气候变暖的不利影响 。常闹水荒的南方发展中国家地区将会遭遇更多的热带台 风
、干旱和严重的沙漠化 ，农业产量下降
，还可能出现饥荒和流行性疫病；更多如飓风、洪灾及旱灾等
。 如何防止地球持续暖化： 透过取得经济发展与环境保护两者的平衡，在不伤害环境的前提下 ，继续满足人类生存所需的开发
，将可减缓地球暖化的发生。具体的做法有： 1. 减少能源的浪费或提高能源的使用效率： 随手关灯或搭乘公共交通工具等，将可有效节约能源 ，是我们每个人都可以做得到的 。 2. 植树与造林，为地球开扇窗： 阻止目前所有森林的滥垦滥伐
，并执行有计画的造林，大量种植树木 ，以发挥其净化大气的功能
。 3.研发干净能源来取代： 洁净无污染的能源
，如太阳能 、地热
、风力、水力 、潮汐及氢燃料等不需经由燃烧产生能源的方式，能有效避免二氧化碳的产生 ，另一方面又能充分利用资源。

地球的大气是由氮
、氧及一些微量气体组成 。太阳辐射进入地球时

大气层几乎可以让它穿透过去 ; 地球也放出长波辐射
，但地球的长波辐射却会遭到大气层中某些微量气体的选择吸收。这些微量气体选择吸收了地球的辐射能后，有都分会再反射回到地球 ，因而使得大气保存了部分辐射能
，于是造成地球的温度比其辐射平衡时的温度高

大气中因为有这些微量气体选择吸收了地球的长波辐射，并能够保存部分辐射能 ，因而可以使地球温度升高

我们称这种作用为大气的温室效应(atmospheric greenhouse effecct) ; 会吸收地球长波辐射的气体则称为温室效应气体
。 大气中最重要的温室效应气体有水汽、一氧化碳 、臭氧
、甲烷、氮氧化物及氟氡碳化物等。大气中若温室效应气体含量增加
，则大气的温室效应即会增强，当然大气保存的能量也随着增加 ，因而会造成温度上升 。 温室效应主要会造成下述现象： 1.地球表面温度增加 2.海平面上升 3.全球气候转变 4.伤害人体抗病能力 5.动物大迁移 6.受高浓度臭氧影响地区扩大

参考: 网页

何谓‘温室效应’ ‘温室效应’是指地球大气层上的一种物理特性
。假若没有大气层，地球表面的平均温度不会是现在 合宜的15℃
，而是十分低的-18℃。这温度上的差别是由于一类名为温室气体所引致，这些气体吸收红外线辐射而影响到地球整 体的能量平衡 。在现况中 ，地面和大气层在整体上吸收太阳辐射后能平衡于释放红外线辐射到太空外(图一)
。但受到温室气体的 影响
，大气层吸收红外线辐射的份量多过它释放出到太空外，这使地球表面温度上升 ，此过程可称为‘天然的温室效应’。但由 于人类活动释放出大量的温室气体
，结果让更多红外线辐射被折返到地面上，加强了‘温室效应’的作用 。 一 简略地说明地球大气层的长期辐射平衡情况
。太阳总辐射量(240瓦每平 方米)和红外线的释放量应要均等。其中约三分之一(103瓦每平方米)的太阳辐射会被反射而余下的会被地球表面所吸收 。此外 ，大气 层的温室气体和云团吸收及再次释放出红外线辐射
，使到地面更暖，高出约33℃
。 温室气体种类 温室气体占大气层不足1%。其总浓度需视乎各‘源’和‘汇’的平衡结果 。‘源’是指某些化学或物理过程使到温室气体浓 度增加 ，相反‘汇’是令其减少。人类的活动可直接影响各种温室气体的‘源’和‘汇’而因此改变了其浓度
。 大气层中主要的温室气体可有二氧化碳(CO2)
，甲烷(CH4)，一氧化二氮(N2O) ，氯氟碳 化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大气层中的水气(H2O)虽然是‘天然温室效应’的主要原因，但普遍认为它 的成份并不直接受人类活动所影响 。表一显示了一些温室气体的特性
。 ‘全球变暖潜能’(Global Warming Potential) 各种温室气体对地球的能量平衡有不同程度的影响。为了帮助决策者能量度各种温室气体对地球变暖的影响
，‘跨 *** 气候转变 委员会’ (Interernmental Panel on Climate Change

IPCC)在1990年的报告中引入‘全球变暖潜能’的概念 。‘全球变暖潜能’ 是反映温室气体的相对强度，其定义是指某一单位质量的温室气体在一定时间内相对于CO2的累积辐射力*
。表二列出 ‘跨 *** 气候转变委员会’报告内一些温室气体的‘全球变暖潜能’。对气候转变的影响来说 ，‘全球变暖潜能’的指数已考虑到 各温室气体在大气层中的存留时间与及其吸收辐射的能力 。在计算‘全球变暖潜能’的时候
，是需要明了各温室气体在大气层中的 演变情况(通常不太了解)和它们在大气层的余量所产生的辐射力(比较清楚知道)
。因此，‘全球变暖潜能’含有一些不确定因素 ， 以CO2作为相对比较
，一般约在±35%。 *辐射力的定义是由 于太阳或红外线辐射份量的转变而引致对流层顶部的平均辐射改变 。辐射力影响了地球吸收和释放辐射的平衡
。正值的辐射力会使地球 表面变暖，负值的辐射力使地球表面变凉。 温室气体浓度的转变 i) 二氧化碳(CO2) 夏威夷的冒纳罗亚观象台在1958年已开始对大气层CO2浓度作仔细量度 。表二显示CO2在大气层中 的每年平均浓度由1958年约315ppmv(百万份之一体积)升至1997年约363ppmv。冒纳罗亚观象台的数据亦反映了每年在北半球因为植 物呼吸作用而产生的周期变化：CO2浓度在秋冬季时增加而在春夏季时减少
。与北半球比较 ，这种随着植物生长及凋萎 的CO2浓度周年变化在南半球的出现时间是刚刚相反
，而且变化幅度较小，这种现象在赤度附近地区则完全看不到。 二. 大气层CO2的每月平均混合比 。 (?)表示1974年5月 以前的数据 ，取自Scripps Institution of Oceanography
。 (?)表示1974年5月以后的数据
，取自U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration。(— )表示每月平均值的长期趋势 。 ii) 甲烷(CH4) CH4在大气层中的增长速度已在近十年减少下来，尤其在1991至1992年间有明显的下降 ，但在1993年后期亦有 些增长
。1980至1990的平均增长速度是每年13ppbv(十亿份之一体积)。 三. 在夏威夷冒纳罗亚观象台收集的空气样本显示大气层中CH4的平均混合比 。蓝点表示量度数据，红线 和绿线分别表示CH4混合比短期和长期的变化
。 iii) 一氧化二氮(N2O) 从过往40年间
，N2O的平均升幅是每年0.25%(见图四)。现时在对 流层的N2O浓度在312到314ppbv左右 。 四. 大气层中N2O的每月平均混合比
。 iv) 氯氟碳化合物(CFCs) 在各种氯氟碳化合物中

以CFC-11及CFC-12较为重要，因为其浓度比较高与及它们对平流层内的O3有很大影响。 在多种人造的氯氟碳化合物中 ，以CFC-11及CFC-12的浓度最高
，分别约为0.27及0.55ppbv(量度于冒纳罗亚观象台

1997

见图五 和六) 。从它们的‘全球变暖潜能’数值，显示这两种气体吸收红外线辐射的能力相当高 ，估计在八十年代期间除了CO2以 外
，CFC-11及CFC-12在所有温室气体中对辐射力的影响已占了三份之一。 i) 气候转变：‘全球变暖’ 温室气体浓度的增加会减少红外线辐射放射到太空外，地球的气候因此需要转变来使吸取和释放辐射的份量达至新的平衡
。 这转变可包括‘全球性’的地球表面及大气低层变暖 ，因为这样可以将过剩的辐射排放出外。虽然如此
，地球表面温度的少许 上升可能会引发其他的变动，例如：大气层云量及环流的转变 。当中某些转变可使地面变暖加剧(正反馈) ，某些则可令变暖过 程减慢(负反馈)
。 利用复杂的气候模式
，‘ *** 间气候变化专门委员会’在第三份评估报告估计全球的地面平均气温会在2100年上升1.4至5.8度。这预计已考虑到大气 层中悬浮粒子倾于对地球气候降温的效应与及海洋吸收热能的作用 (海洋有较大的热容量) 。但是，还有很多未确定的因素会影响 这个推算结果 ，例如：未来温室气体排放量的预计 、对气候转变的各种反馈过程和海洋吸热的幅度等等
。 ii) 海平面升高 假若‘全球变暖’正在发生，有两种过程会导致海平面升高。第一种是海水受热膨胀令水平面上升 。第二种是冰川和格陵兰及南 极洲上的冰块溶解使海洋水份增加
。预期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之间。 。 对人类生活的潜在影响 i) 经济的影响 全球有超过一半人口居住在沿海100公里的范围以内
，其中大部份住在海港 附近的城市区域
。所以，海平面的显著上升对沿岸低洼地区及海岛会造成严重的经济损害 ，例如：加速沿岸沙滩被海水的冲蚀、 地下淡水被上升的海水推向更远的内陆地方。 ii) 农业的影响 实验证明在CO2高浓度的环境下
，植物会生长得更快速和高大 。但是，‘全球变暖’的结果可会影响大气环流 ，继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响
，以致对植物生态所 产生的转变亦未能确定
。 iii) 海洋生态的影响 沿岸沼泽地区消失肯定会令鱼类，尤其是贝壳类的数量减少。河口水质变咸可会减少淡水鱼的品种数目 ，相反该地区海洋鱼类的 品种也可能相对增多 。至于整体海洋生态所受的影响仍未能清楚知道
。 iv) 水循环的影响 全球降雨量可能会增加。但是
，地区性降雨量的改变则仍未知道 。某些地区可有更多雨量，但有些地区的雨量可能会减少
。此外  ，温度的提高会增加水份的蒸发
，这对地面上水源的运用带来压力。

参考: Inter

温室效应是指大气层使星球变暖的效应 。有些人认为，主要由于人为作用 ，在地球上使温室效应加强，而造成全球暖化的效应
。 温室效应的成因主要是温室气体的过量排放
，加强了大气层的厚度，因此热量不能得到正常的排放。因为温室气体能够储存热能 ，以导致地球所储存的热能上升
，造成全球暖化 。 太阳辐射主要是短波辐射，而地面辐射和大气辐射则是长波辐射
。大气对长波辐射的吸收力较强 ，但对短波辐射的吸收力比较弱。所以：白天
，太阳光射到地球上，部分能量被大气吸收 ，部分被反射回宇宙
，大约47%左右的能量被地球表面吸收 。 夜晚，晚上地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的热量 ，其中也有部分被大气吸收。 大气层如同覆盖温室的玻璃一样
，保存了一定的热量，使得地球不至于像没有大气层的月球一样 ，被太阳照射时温度急剧升高，不受太阳照射时温度急剧下降
。但因于温室气体的增加
，令地球整体所保留的热能增加。 如果大气层中温室气体的成分增加，便会促使地球的总体温度上升 。温度的上升 ，有可能造成下列结果： - 两极的冰层会加速融化
，造成海平面上升并淹没沿海低海拔地区
。 - 雪融线会大幅度的往后退，河流源头水源减少 ，导致全球大缺水危机。 - 由于暖化
，令生物的代谢加快，生理周期异常 ，甚至破坏整个生物网 。 目前温室气体增加的原因主要是人为的
，为了制止这种现象，联合国发起制定了京都议定书 ，以控制温室气体的排放量
。

参考: ***

温室效应是指大气层使星球变暖的效应。有些人认为
，主要由于人为作用，在地球上使温室效应加强 ，而造成全球暖化的效应 。 成因 温室效应的成因主要是温室气体的过量排放，加强了大气层的厚度
，因此热量不能得到正常的排放
。因为温室气体能够储存热能，以导致地球所储存的热能上升 ，造成全球暖化。 原理 太阳辐射主要是短波辐射
，而地面辐射和大气辐射则是长波辐射 。大气对长波辐射的吸收力较强，但对短波辐射的吸收力比较弱
。所以： 白天 ，太阳光射到地球上
，部分能量被大气吸收，部分被反射回宇宙 ，大约47%左右的能量被地球表面吸收。 夜晚
，晚上地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的热量，其中也有部分被大气吸收 。 大气层如同覆盖温室的玻璃一样 ，保存了一定的热量
，使得地球不至于像没有大气层的月球一样，被太阳照射时温度急剧升高 ，不受太阳照射时温度急剧下降。但因于温室气体的增加，令地球整体所保留的热能增加
。 影响 如果大气层中温室气体的成分增加
，便会促使地球的总体温度上升。温度的上升，有可能造成下列结果： 两极的冰层会加速融化 ，造成海平面上升并淹没沿海低海拔地区 。 雪融线会大幅度的往后退
，河流源头水源减少，导致全球大缺水危机
。 由于暖化 ，令生物的代谢加快
，生理周期异常，甚至破坏整个生物网。 联合国的应对 目前温室气体增加的原因主要是人为的 ，为了制止这种现象
，联合国发起制定了京都议定书，以控制温室气体的排放量 。

参考: 维基

简单d讲 来自太阳既热不能散出去 咁就好似一个温室

温室效应’是指地球大气层上的一种物理特性
。假若没有大气层 ，地球表面的平均温度不会是现在 合宜的15℃
，而是十分低的-18℃。这温度上的差别是由于一类名为温室气体所引致，这些气体吸收红外线辐射而影响到地球整 体的能量平衡 。在现况中 ，地面和大气层在整体上吸收太阳辐射后能平衡于释放红外线辐射到太空外(图一)
。但受到温室气体的 影响，大气层吸收红外线辐射的份量多过它释放出到太空外
，这使地球表面温度上升，此过程可称为‘天然的温室效应’。但由 于人类活动释放出大量的温室气体 ，结果让更多红外线辐射被折返到地面上
，加强了‘温室效应’的作用 。 2007-05-05 17:45:34 补充： 温室气体种类温室气体占大气层不足1%
。其总浓度需视乎各‘源’和‘汇’的平衡结果。‘源’是指某些化学或物理过程使到温室气体浓 度增加，相反‘汇’是令其减少 。人类的活动可直接影响各种温室气体的‘源’和‘汇’而因此改变了其浓度。大气层中主要的温室气体可有二氧化碳(CO2) ，甲烷(CH4)
，一氧化二氮(N2O)，氯氟碳 化合物(CFCs)及臭氧(O3)
。大气层中的水气(H2O)虽然是‘天然温室效应’的主要原因 ，但普遍认为它 的成份并不直接受人类活动所影响。表一显示了一些温室气体的特性 。