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MP3

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-08-13T01:30:25+00:00

MP3

MPEG audio layer-3 포맷, 손실 압축 방식.
원래는 동영상 포맷인 MPEG-1, 및 MPEG-2 에 사용되는 오디오 압축 형식이다.

독일 Fraunhofer Society에서 연구 및 개발.

128kbps, 192kbps, 320kbps 등은 비트 레이트, bps(bit per seconds), 즉 초당 bit 전송률을 이야기 하는 것으로, 높은 숫자일수록 파일 용량이 크며 음질 손실이 덜하다. WAV 파일들의 비트 레이트가 1411kbps(16bit 44.1kHz) 나 4600kbps(24bit 48kHz) 정도 하는 것에 비해 MP3의 비트 레이트는 그의 1/10~20의 수준인 192kbps, 320kbps 등으로 매우 용량이 작다. 아주 많이 손실 압축함을 알 수 있다.

손실

MP3의 손실 압축 기법은 심리음향 분석 및 인간의 청각 인지 능력에 의해서 일반적으로 사람이 들을 수 없는, 또는 청취가 힘들다고 예상되는 오디오 정보를 삭제하여, 용량을 줄이게 된다.

이에 따라, CD의 음질인 16bit 44.1kHz 스테레오에 비하여 용량을 75%~95%까지 줄이는 것이 가능해진다.(예를 들면 CD의 1411kbps → 128kbps)

크리티컬 밴드

1933년 Bell Labs의 Harvey Fletcher는 피치에 대한 인간의 민감도, 마스킹과 마스킹된 사운드의 주파수 및 마스킹 사운드의 주파수와의 관계를 이해하는 데 도움이 되는 방법으로 크리티컬 밴드 지정을 제안 했습니다.

사람은 소리의 대역폭에 따라 각기 다른 소리의 크기로 받아들이는데, 소리의 대역폭이 크면 클수록 소리도 크게 느껴지게 된다. 하지만, 그 대역폭이 작아지면 작아질수록 소리가 작게 느껴지게 되는데, 어느 한계점 이상으로 작아지게 되면 그 변화를 느끼지 못한다. 즉 인간이 인지 가능한 대역폭의 최소 한계이다. 그러한 최소의 대역폭을 크리티컬 밴드라고 한다.

MP3 인코딩에서는 마스킹 되는 소리를 삭제하기 위해 사전에 대역폭을 각 주파수 별로 크리티컬 밴드로 나눈다.

Critical bandwidth

People perceive sound at different loudness levels depending on the bandwidth of the sound. When the bandwidth of sound is wider, it tends to be perceived as louder. However, as the bandwidth decreases, the sound is perceived as quieter. There is a certain point beyond which further reductions in bandwidth go unnoticed by humans. This point represents the minimum bandwidth that humans can perceive, and it is referred to as the critical bandwidth.

In MP3 encoding, the critical bandwidth is used to divide the frequency spectrum into different critical bandwidths to remove masked sounds beforehand.

크리티컬 밴드 차트

Critical Band No.	Frequency Range (Hz)	Bandwidth (Hz)
1	20 ~ 100	80
2	100 ~ 200	100
3	200 ~ 300	100
4	300 ~ 400	100
5	400 ~ 510	110
6	510 ~ 630	120
7	630 ~ 770	140
8	770 ~ 920	150
9	920 ~ 1080	160
10	1080 ~ 1270	190
11	1270 ~ 1480	210
12	1480 ~ 1720	240
13	1720 ~ 2000	280
14	2000 ~ 2320	320
15	2320 ~ 2700	380
16	2700 ~ 3150	450
17	3150 ~ 3700	550
18	3700 ~ 4400	700
19	4400 ~ 5300	900
20	5300 ~ 6400	1100
21	6400 ~ 7700	1300
22	7700 ~ 9500	1800
23	9500 ~ 12000	2500
24	12000 ~ 15500	3500
25	15500 ~ 20000	4500

청각 마스킹

어떤 한 주파수의 소리가 크면 그 인근의 작은 주파수는 잘 들리지 않는 현상. 따라서 MP3에서는 이러한 잘 들리지 않는 주파수는 삭제하여 데이터를 줄인다.

그림 1

크리티컬 밴드중에 어느 하나의 소리가 크고 바로 옆 인근의 크리티컬 밴드의 소리가 작으면 소리가 작은 크리티컬 밴드의 데이터는 삭제한다.

그림 2

그림 3

Brick Wall LPF

가청 주파수는 일반적으로 20Hz~20kHz 라고 정의 되지만,

일반인 사람의 경우 16kHz 이상의 주파수는 청각적으로 인지되기 힘들기 때문에, 특정 kbps 이하의 MP3에서는 16kHz 이상의 주파수를 제거한다.

그림 4: 128kbps에서 iTunes MP3로 인코딩된 핑크 노이즈

그림 5: 128kbps의 LAME MP3

그림 6: 128kbps의 iTunes AAC

손실 압축의 부작용

손실 압축의 방식은 주파수 대역을 각각의 크리티컬 밴드로 필터를 통해 나누고, 여러가지 오디오 데이터에 손실을 가하는 형식이므로, 인코딩 알고리즘에 따라 조금씩 다르지만, 약간의 노이즈를 생성하기도 한다.

그런 대표적인 노이즈를 Swirlies라고 한다.

이러한 Swirlies의 발생 정도를 측정해 보면 MP3의 인코딩 방식보다 AAC의 인코딩 방식이 우수한 것으로 보인다.

그림 7: 원음

그림 8: 128kbps CBR MP3

그림 9: 128kbps CBR AAC

그림 10: 320kbps CBR MP3

그림 11: 320kbps CBR AAC

메타데이터

MP3 파일에는 음악의 제목, 아티스트, 앨범, 트랙번호 , 파일 내용에 대한 기타 정보를 같이 저장할 수 있다. MP3 의 메타데이터 형식에는 ID3v1, ID3v2 가 있고, 최근에는 APEv2 라는 데이터 형식도 사용한다.

그림 12: Cubase Export ID3 tag

코덱

OGG

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2024-12-25T02:39:19+00:00

OGG

OGG vorbis

https://Xiph.Org 라는 단체에서 공개한 무료 오픈 소스 음원 압축 형식. 손실형 압축 방식.

낮은 비트 레이트에서의 음질이 우수한 것으로 알려져있다. 높은 비트 레이트에서는 다른 손실형 오디오 압축 코덱들과 비슷한 수준.

Cubase Export

코덱

WAV

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-12-30T02:09:56+00:00

WAV

오디오 파형을 PCM방식으로 디지털 데이터화 한 파일 형식

WAV 파일의 형식은 아닐로그 오디오 신호를 PCM 방식으로 디지털 데이터화¹⁾한 것이다.

심도 : 파형의 레벨 변화를 디지털 데이터화 한 수치
샘플링 레이트 : 파형의 시간축에 대한 변화를 디지털 데이터화 한 수치

그림 1

16bit 44.1kHz

Wave 파일 16bit 44.1kHz 포맷을 지칭
CD 의 디지털 포맷이 16bit, 44.1kHz 였다.
비트 레이트 : 스테레오 16bit 의 data 가 1초에 44100번 = 2(스테레오)*16*44100 = 1411200 = 1411kbps

24bit 48kHz

Wave 파일 24bit 48kHz 를 지칭
비트 레이트 : 스테레오 24bit의 data 가 1초에 48000번 = 2(스테레오)*24*48000 = 2304000 = 2304kbps

24bit 96kHz

Wave 파일 24bit 96kHz 를 지칭
스테레오 24bit의 data 가 1초에 96000번 = 2(스테레오)*24*96000 = 4608000 = 4608kbps

IXML Chunk

iXML은 오디오 파일에 추가적인 메타데이터를 삽입하는 포맷으로, 프로젝트 정보, 테이크 이름, 마커, 타임코드 등을 포함할 수 있습니다. 이는 주로 포스트 프로덕션, 방송, 영화 사운드 디자인 분야에서 유용하게 사용됩니다.

Cubase에서 Insert iXML Chunk의 역할

파일 정보 보존: 파일 내에 프로젝트명, 테이크 정보 등의 메타데이터를 저장
타임코드 포함 가능: 오디오 파일이 어느 위치에서 녹음되었는지 정보를 포함
타 소프트웨어 호환성: Pro Tools, Nuendo 등 다른 DAW에서도 일부 정보를 읽을 수 있음
자동화 가능: 특정 워크플로우에서 파일 정리 및 관리를 용이하게 함

언제 사용하면 좋을까?

영상 작업(ADR, Foley, Dubbing)에서 각 오디오 파일이 어디에 속하는지 관리할 때
방송/라디오에서 WAV 파일에 메타데이터를 추가해 편집 및 관리하기 편하도록 할 때
대규모 녹음 프로젝트에서 파일 간 정리 및 협업을 원활하게 하고 싶을 때

사용하지 않아도 되는 경우

단순한 음원 제작이나 일반적인 음악 믹스다운에서는 필요하지 않을 가능성이 큼
파일 크기를 최소화해야 하는 경우 (메타데이터가 추가되면서 파일 크기가 아주 약간 증가할 수 있음)

¹⁾

양자화, 표본화