LameLameLLameame A Ain'tin't anan M MP3P3 E Encoderncoder

LLuiz Carlos d´Oleron – uiz Carlos d´Oleron – lcadb at cin.ufpe.brlcadb at cin.ufpe.brAAndré Ricardo - ndré Ricardo - arss at cin.ufpe.brarss at cin.ufpe.brAAluísio Rodrigo – luísio Rodrigo – arfs at cin.ufpe.brarfs at cin.ufpe.br

MotivaçãoMotivação Áudio digitalÁudio digital Ótima qualidadeÓtima qualidade Consumo de grande espaço em discoConsumo de grande espaço em disco Alto consumo de banda de redeAlto consumo de banda de rede

ExemploExemplo Qualidade de CDQualidade de CD 1 minuto de música1 minuto de música 44.1 kHz44.1 kHz Stereo - 2 canaisStereo - 2 canais 16 bits por 16 bits por SampleSample

ExemploExemplo 44100 samples/s · 2 canais · 2 bytes/sample 44100 samples/s · 2 canais · 2 bytes/sample

· 60 s/min· 60 s/min Aproximadamente 10 MBytesAproximadamente 10 MBytes 30 minutos aproximadamente de download 30 minutos aproximadamente de download

em internet de 56kem internet de 56k Para apenas 1 minuto de música!Para apenas 1 minuto de música!

Compressão é essencialCompressão é essencial

Compressão de Áudio Compressão de Áudio DigitalDigital

Digital Audio Compression ≈ Digital Digital Audio Compression ≈ Digital Audio codingAudio coding

Essencial para otimizar espaço em discoEssencial para otimizar espaço em disco E uso de banda de conexãoE uso de banda de conexão

Compressão de Áudio Compressão de Áudio DigitalDigital

Técnicas modernas de compressão Técnicas modernas de compressão exploram a capacidade humana de ouvir exploram a capacidade humana de ouvir (ou a falta dela)(ou a falta dela)

Reduzem até em 11 vezes o tamanho Reduzem até em 11 vezes o tamanho dos arquivosdos arquivos

Sem perda perceptível de qualidadeSem perda perceptível de qualidade Exemplo: MPEG-1 Layer IIIExemplo: MPEG-1 Layer III

Compressão em duas Compressão em duas partespartes

1.1. EncodingEncoding

Transformação de uma mídia de áudio digital Transformação de uma mídia de áudio digital em formato não otimizado (por exemplo em formato não otimizado (por exemplo WAVE) em uma forma de alta qualidade WAVE) em uma forma de alta qualidade chamada chamada BitstreamBitstream

Programas que fazem encoding são Programas que fazem encoding são chamadoschamados dede Audio Encoders Audio Encoders

Lame Lame é um tipo deé um tipo de Audio Encoder Audio Encoder

Compressão em duas Compressão em duas partespartes

2.2. DecodingDecoding

Transformação de uma mídia Transformação de uma mídia Bitstream Bitstream em um formato expandido, por exemplo,em um formato expandido, por exemplo, WAVE.WAVE.

Um programa que faz Decoding é Um programa que faz Decoding é normalmente chamado de normalmente chamado de Audio DecoderAudio Decoder

Taxa de compressão e Taxa de compressão e QualidadeQualidade

Após Encoding/Decoding, Após Encoding/Decoding, nãonão se tem o se tem o mesmo arquivomesmo arquivo

Mas após Encoding/Decoding, se obtem Mas após Encoding/Decoding, se obtem o mesmo somo mesmo som

Aproximadamente, dependendo da Taxa Aproximadamente, dependendo da Taxa de Compressão e do método utilizadode Compressão e do método utilizado

↑ ↑ Compressão ↔ ↓QualidadeCompressão ↔ ↓Qualidade

BitrateBitrate

Mais utilizada do que taxa de Mais utilizada do que taxa de compressãocompressão

BitrateBitrate representa a quantidade média de representa a quantidade média de bits que irão ocupar um segundo de bits que irão ocupar um segundo de áudioáudio

Unidade: kbps ou 1000 bit/sUnidade: kbps ou 1000 bit/s

Bitrate Bitrate Bandwidth Bandwidth QualidadeQualidade

16 kbps 16 kbps 4.5 kHz 4.5 kHz Rádio de ondas Rádio de ondas curtas curtas

32 kbps32 kbps 7.5 kHz 7.5 kHz Rádio AMRádio AM

96 kbps 96 kbps 11 kHz 11 kHz Rádio FMRádio FM

128 kbps128 kbps 16 kHz 16 kHz CDCD

160-180 kbps 160-180 kbps 20 kHz 20 kHz ImperceptívelImperceptível

256 kbps 256 kbps 22 kHz22 kHz EstúdioEstúdio

CBR/ABR/VBRCBR/ABR/VBR Constant Bitrate (CBR)Constant Bitrate (CBR)

Average Bitrate (ABR)Average Bitrate (ABR)

Variable bitrate (VBR)Variable bitrate (VBR)

Usando o LAMEUsando o LAME O LAME é uma ferramenta de linha de O LAME é uma ferramenta de linha de

comandocomando

Por sorte, podemos utilizar algumas Por sorte, podemos utilizar algumas ferramentas gráficasferramentas gráficas

Por exemplo, o razorlamePor exemplo, o razorlame

““Instalando” o LAME e Instalando” o LAME e razorlamerazorlame

Baixe o LAME e o razorlame:Baixe o LAME e o razorlame: http://lame.sourceforge.net/index.php http://www.dors.de/razorlame/download.php

Descompacte os dois em uma pasta Descompacte os dois em uma pasta qualquerqualquer

““Instalando” o LAME e Instalando” o LAME e razorlamerazorlame

Copie o arquivo lame.exe para o diretório do Copie o arquivo lame.exe para o diretório do razorlamerazorlame

Iniciando o razorlameIniciando o razorlame Inicie o razorlame.exeInicie o razorlame.exe Clique em Clique em addadd para incluir arquivos para incluir arquivos

Fazendo DecodingFazendo Decoding Selecione um arquivo já compresso .mp3Selecione um arquivo já compresso .mp3 Clique em Clique em DecodeDecode para criar um arquivo .wav para criar um arquivo .wav

com o mesmo nome do arquivo originalcom o mesmo nome do arquivo original

Fazendo DecodingFazendo Decoding Observe a diferença entre o tamanho do Observe a diferença entre o tamanho do

arquivo compactado e o expandidoarquivo compactado e o expandido 46328 / 4203 ≈ 1146328 / 4203 ≈ 11

Fazendo EncodingFazendo Encoding Selecione um arquivo já wave .wavSelecione um arquivo já wave .wav Clique em Clique em EncodeEncode para criar um arquivo .mp3 para criar um arquivo .mp3

com o mesmo nome do arquivo originalcom o mesmo nome do arquivo original

Fazendo EncodingFazendo Encoding Observe a diferença entre o tamanho do Observe a diferença entre o tamanho do

arquivo compactado e o expandidoarquivo compactado e o expandido 50486 / 4581 ≈ 1150486 / 4581 ≈ 11

Opções do LAMEOpções do LAME Clique em Edit -> LAME OptionsClique em Edit -> LAME Options É possível alterar vários parâmetros, como É possível alterar vários parâmetros, como

Bitrate e VBRBitrate e VBR

Tabela de Comparação de Tabela de Comparação de Streams por BitrateStreams por Bitrate

Tamanho das mídias - CBR e VBR

0

20000004000000

60000008000000

1000000012000000

14000000

0 50 100 150 200 250 300 350

bitrate (kbps)

tam

anho

do

arqu

ivo

(byt

e)

CBR

VBR

Atividade PráticaAtividade Prática Plotar gráfico de dispersão (similar ao Plotar gráfico de dispersão (similar ao

anterior) comparando a compactação de anterior) comparando a compactação de um arquivo (de sua escolha) .wav um arquivo (de sua escolha) .wav em .mp3 utilizando os seguintes em .mp3 utilizando os seguintes parâmetros:parâmetros:

Bitrates: 40, 96,160 e 320Bitrates: 40, 96,160 e 320 CBR e VCR 6CBR e VCR 6 Usando o LAME e razorlameUsando o LAME e razorlame

Obrigado!Obrigado!

LLuiz Carlos d´Oleron – lcadb at cin.ufpe.bruiz Carlos d´Oleron – lcadb at cin.ufpe.brAAndré Ricardo - arss at cin.ufpe.brndré Ricardo - arss at cin.ufpe.br

AAluísio Rodrigo – arfs at cin.ufpe.brluísio Rodrigo – arfs at cin.ufpe.br