MusePaCk (MPC), l’Hi-Fi del lossy!
(mumble, 30-05-2002 / : 14-06-2002)

MusePaCk è attualmente il migliore formato audio lossy (compressione con perdita) partendo da un bitrate di circa 160kbps in su.
Per “migliore” si intende la maggior trasparenza con la sorgente audio originale, un minor degrado di questa se paragonato al risultato di altri formati quali mp3, ogg vorbis, aac, wma, mp3pro, vqf, ecc..
Il nome del formato è MusePaCk, ma spesso per brevità viene chiamato MPC (dall’estensione dei suoi file).
Tempo addietro questo formato aveva un altro nome, ovvero MPEGplus e i suoi file avevano estensione .mp+
Il passaggio dal vecchio nome MPEGplus, al nuovo MusePaCk, è avvenuto per noi utenti intorno al 6 novembre 2001. Personalmente non ho mai indagato-chiesto sul perché del nome “MusePaCk”, ma proverò ad ipotizzare sul suo significato-intendimento da parte dell'autore (Andree Buschmann):

“muse” = musa
Le muse mitologiche erano delle dee che proteggevano il sapere, soprattutto in campo artistico (erano 9, ma i contemporanei hanno aggiunto la decima musa: il cinema).
Euterpe è la musa più vicina al prodotto di Buschmann (musa della poesia lirica e dell’aulodia, cioè il suono del flauto).
Più propriamente, le Muse si piacevano solo del canto, ma presto furono pensate anche come sonatrici di qualche strumento musicale, e come tali si vedono spesso rappresentate nelle opere d’arte. Nei tempi più antichi compaiono sempre come un coro; solo più tardi a ognuna delle nove Muse è stata assegnata una provincia speciale e il patrocinio di un particolar genere letterario.

Azzardando si potrebbe pensare a Musepack, in relazione al prodotto di Buschmann, come al “kit della Musa musicale”.   :-)


Il suo sviluppo è iniziato verso la fine del 1998 da parte di un allora studente tedesco, Andree Buschmann, con una motivazione di base: non era soddisfatto dai risultati qualitativi offerti da MPEG-1 layer III (mp3).
Visto il suo orientamento alla qualità, Andree ha scelto di partire da una base subband, proprio come quella di MPEG-1 layer II (mp2), che all’apparenza può sembrare meno efficiente rispetto alla base frequency di mp3 (per esempio), ma in realtà, se si guarda il tutto con un’ottica orientata alla mera qualità dei risultati e non all’efficienza di compressione finale degli stessi, ha dei vantaggi tutt’altro che trascurabili.
A differenza dei subband codec (come per l'appunto MPC ed MPEG-1 layer II), i frequency transformation codec (come mp3, mp3pro, wma, aac, ecc.) utilizzano la MDCT (Modified Discrete Cosine Transform, “trasformata coseno discreta modificata”), un algoritmo matematico che essenzialmente consente una maggior efficienza nel comprimere più informazione in minor spazio.
Di fatto, in questi codec il segnale audio in input viene “spostato-trasformato” dal dominio tempo al dominio frequenza.
La trasformazione del segnale audio in input dal dominio tempo al dominio frequenza, e sua elaborazione e quantizzazione in quest'ultimo dominio (“quantizzazione”, una sorta di “approssimazione”, in questo caso di coefficienti mdct, la cui precisione è pilotata dai risultati scaturiti dalla complessa analisi, per esempio mascheramento spaziale e temporale, eseguita dal modello psicoacustico), comporta una “lavorazione” computazionalmente più complessa e purtroppo la tendenza a generare delle problematiche che vanno a colpire proprio la qualità del risultato finale, questo principalmente a causa del fatto che nel dominio frequenza si ha una minor risoluzione temporale, il che comporta, soprattutto in presenza di certi segnali (come i transienti), la comparsa di artifact conosciuti come pre/post echo.
La tecnica dello switching tra blocchi mdct, short-long, ha dimostrato di non aiutare quanto sperato, soprattutto nel caso di mp3 (oltretutto mp3 non è un puro mdct codec come per esempio AAC, infatti utilizza un banco filtri ibrido, subband-mdct (per retro-compatibilità), divide in sottobande e poi a queste applica la mdct; questo “ibrido” ha aggiunto altre problematiche e, a parte questo, AAC utilizza tecniche più ottimizzate rispetto a quelle di mp3, oltre ad introdurne di nuove e sofisticate come per esempio LTP (“Long Term Prediction”), TNS (“Temporal Noise Shaping”) e PNS (“Perceptual Noise Substitution”)).
Qua ci sono varie osservazioni e considerazioni sui formati realmente qualitativi (dunque scartata “roba” come wma, mp3pro, vqf, ecc.) antagonisti di MPC.

In definitiva, i frequency audio codec utilizzano lo “strumento” mdct per generare file lossy di dimensioni più contenute e mantenere nello stesso tempo una certa qualità audio degli stessi, ma si tratta appunto di una qualità che in presenza di casistiche particolari può essere piuttosto “castrata” (per i motivi summenzionati).
Analizzando questi fatti salta subito all’occhio il modus operandi dell’industria e delle sue decisioni ai tempi del passaggio da mp2 ad mp3, i file mp3 erano più piccoli e dunque più gestibili dall’utente (ricordo che si tratta di un periodo in cui le linee a disposizione del normale utente per andare in remoto erano ben più lente delle attuali), anche se un po’ a scapito della qualità, comunque una mossa apprezzata dai più, ovvero da tutti quelli che preferivano (e preferiscono) la quantità rispetto alla qualità.
In effetti, ad essere onesti, in questo caso non si poteva dar loro torto: per iniziare ad avere una certa qualità con mp2, si era costretti a partire da un bitrate di 256 kbps in su (bitrate esagerati anche ai giorni nostri, figuriamoci nel periodo in cui i modem con protocollo V34 erano visti come delle saette).
Oltretutto a quei tempi la qualità offerta da mp3 era considerata più che sufficiente perché in tali file non erano ricercate doti di particolare qualità che soddisfacessero anche ascolti più impegnativi che andassero oltre la mera riproduzione di musica su PC o su impiantini trovati nei “detersivi” (tipo i compatti “mini”).

Oggi la faccenda è diversa, l’utente vede il lossy anche come fonte di una certa qualità, e ha tutte le ragioni per pensarla in questo modo, i formati giusti ci sono (MPC e AAC ne sono un esempio lampante).
L’industria non la vede tanto nella stessa maniera, proprio perché è più remunerativo battere su un discorso di gestione dei file audio semplificata, di comodità e facilità (ecco i perché di formati “giocattolo” come wma ed mp3pro) piuttosto che spendere in ricerca e risorse per aumentare una qualità che verrebbe apprezzata da una minoranza di appassionati-pignoli.
Ma a noi non ce ne frega niente di cosa ne pensi l'industria, MusePaCk non è stato pensato per soppiantare un formato universalmente riconosciuto come mp3 (non potrebbe), ma piuttosto per affiancarlo, per esempio da usare nei casi in cui si voglia scaricare da remoto musica di alta qualità, mantenendo nello stesso tempo una dimensione accettabile del file, per poi magari masterizzarla su CD-Audio (il contenuto audio di questo sarebbe certamente più integro se proveniente da un file scaricato in formato MPC piuttosto che da un file mp3).
Non è nemmeno stato pensato per competere con un formato pieno di “diktat” come AAC (Dolby e soci hanno più volte “tempestato” o fatto chiudere progetti AAC “indipendenti”), le cui potenzialità e flessibilità di applicazioni molto difficilmente (anche nel lungo periodo) saranno messe a disposizione dell’utente finale in una maniera così permissiva e a tutto campo come è accaduto per mp3 (non rifaranno il medesimo errore).
MPC, invece, fornisce soprattutto allo “smanettone” la possibilità di gestire flessibilmente e in tutta libertà una codifica lossy di alta qualità, oltre al fatto di poter discutere ogni giorno con i suoi sviluppatori e beta-tester per chiarimenti ed eventuali richieste di modifiche e/o implementazioni di nuove caratteristiche (ad esempio l'adozione di Replaygain).

INOLTRE, per decodificare file MPC è richiesta una minor potenza computazionale (questo vuol dire che, per esempio, un dsp (digital signal processor) con potenza appena sufficiente a decodificare mp3, potrà a maggior ragione decodificare i file MPC, naturalmente previo aggiornamento firmware) e, altra cosa RIMARCHEVOLE, è la gran velocità di MPC, sia in decodifica che in codifica. I suoi tempi sono decisamente inferiori rispetto a quelli di altri codec come Lame mp3, Ogg Vorbis, PsyTEL AAC, ecc..



Tornando al discorso subband di MPC, Buschmann, armato esclusivamente di intenti qualitativi, avrà fatto questo ragionamento:
“parto da una base subband che mi garantisca una maggior “purezza” di base e che nello stesso tempo mi costi poco (in tutti i sensi) utilizzarla-svilupparla-ampliarla. Successivamente inizierò ad ottimizzare come un dannato affinché le potenzialità di alta qualità che ho a disposizione, e alle quali ambisco, possano essere offribili anche in file di dimensioni accettabili e non esagerate, ma, visto che per raggiungere questo risultato non mi servirò della maggior efficienza di compressione data dall’utilizzo della mdct, dovrò percorrere-ottimizzare allo spasmo altre strade”.

I risultati ci sono tutti: le notevoli ottimizzazioni (come il suo efficiente VBR, variable bitrate, MPC usa solo il VBR) hanno permesso a MusePaCk di fornire la miglior qualità a partire dai circa 160 kbps in su e questo è un risultato veramente notevole per un subband.
Visti anche i recenti sviluppi-orientamenti iniziati con la 1.04, in futuro questi 160kbps potrebbero essere ulteriormente ridotti (ci sono ancora margini di miglioramento per un discorso di maggior compressione lasciando inalterata la qualità: maggior efficienza nella codifica di Huffman, affinamento di certi tool come pns, ecc.).

Ma attenzione, MPC è imparentato (per via della base subband) MOLTO ALLA LONTANA con il vetusto mp2, MPC è enormemente più valido, è stato totalmente riscritto e utilizza tecniche moderne ed efficienti (non presenti in mp2), alcune “imparentate” con certi modus operandi di AAC.
Qua sono elencate e commentate (in inglese) le principali differenze tra MPC ed mp2 (da tener conto che da quelle considerazioni è passata tanta acqua sotto i ponti, MPC è cresciuto, sono stati aggiunti alcuni tool, ed è tutt’ora in una fase di  forte sviluppo, soprattutto in vista della prossima versione del suo stream, ovvero StreamVersion 8, ora siamo a SV7, anzi, per l'esattezza siamo a SV7.1, quando si codifica utilizzando --pns).

Spero che ora si sia finalmente capito che la superiorità di MPC NON È dovuta al taglio frequenza meno drastico (come continuo a leggere di qua e di là, porca pupattola, mettetevelo in testa), che è l’aspetto che conta meno nel giudizio di un perceptual audio codec, ovvero un codec audio che abbia a che fare con la psicoacustica (studio di come il cervello umano percepisce i suoni).
Qua ci sono alcune note inerenti l’appropriata metodologia di testing da utilizzare per giudizi qualitativi su questi codec.


Attualmente l'encoder MPC è free e per il decoder sono disponibili pure i sorgenti.
Buschmann ha utilizzato alcune tecniche “patentate”, per la precisione:

>> Andree has paid patent fees at least to the following: 



> is definately not right. i did never pay any license fees (except for

> the trademark). i exchanged some emails with the company which handles

> the mp2-patents and received a first contract. i did not want to sign

> this without some more explanations to critical parts. this special

> company did not answer.... 

> as long as there isn't any pressure put upon me, i will leave the

> encoder free. let's hope it will work for the future ;o)

Conclusioni: rendetevi conto che lo sviluppo di MPC sta proseguendo a ritmi frenetici, quindi quanto avete letto sopra potrebbe presto diventare obsoleto (ma si tenterà di tenerlo aggiornato), cercate di essere un po’ intraprendenti e flessibili per tenervi aggiornati, gli spunti non mancano di certo.




mumble (night_calls@gmx.net)
Fingerprint: 7972 C6C8 8837 6A80 E1CF 7A64 146E F555 F2BE 9A31

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