Deux mondes totalement différents s'intéressent à la compression du son et chacun a des exigences, quant aux caractéristiques du format de compression, quasiment opposées. On a, d'une part, les amateurs de musique et l'industrie musicale et d'autre part, le monde des télécommunications (radio et TV numérique, Web radio en streaming, téléphonie mobile). Dans le 1^er cas (amateurs de musique), c'est la qualité audio qui prime : les bitrates (128 kbits/s à 192 kbits/s) sont plutôt élevés. Dans le 2^nd cas (communications), c'est le bitrate faible qui représente la contrainte la plus forte. En effet, plus le bitrate est faible (par exemple, un téléphone portable reçoit et transmet du son à 8 kbits/s) moins la quantité de données à transmettre en un temps donné est importante (un bitrate de 8 kbits/s équivaut à 1 Ko à transmettre en 1 seconde).

Pour répondre à ces deux cas de figure, le MPEG a envisagé deux solutions. D'une part, continuer d'exploiter le MP3, qui est devenu un standard, mais en améliorant la qualité du son aux bas bitrates. Cela a donné le mp3PRO. D'autre part, changer de norme et en profiter pour unifier le codage du son dans le domaine de la musique et du cinéma. L'AAC fait son apparition.

Le mp3PRO date de fin 2001. Ce format résulte de l'association de deux technologies : le codage MP3 d'une part et la technique de reconstruction de la bande passante d'autre part. Cette technique, nommée SBR (Spectral Bandwidth Replication), qui rétablit une partie des hautes fréquences d'un signal après la transmission de celui-ci, permet l'amélioration de la qualité sonore du signal reçu.

Rappelons que nous "entendons" les fréquences de la bande s'étendant de 20 Hz à 20 KHz. De plus, on sait que, malgré sa bande passante de 20 kHz, notre oreille entend surtout correctement jusqu'à 10 kHz. Après, il faut plus de 20 dB de niveau sonore pour détecter les fréquences. Le MP3 a exploité cette déficience de l'oreille humaine pour réduire la bande passante des signaux compressés. Ainsi, un signal encodé à 64 kbits/s n'a plus qu'une bande passante de 11 kHz (on a éliminé purement et simplement toutes les fréquences du signal original qui étaient au delà de 11 kHz). Ce bitrate représente la qualité d'une radio FM numérique. Pour expliquer l'amélioration apportée par le codage MP3Pro, prenons l'exemple d'une radio FM diffusée en numérique.

Au départ, le signal sonore analogique a une bande passante d'environ 20 kHz. Avant d'envoyer ce signal sur les ondes, on va le numériser puis le coder pour qu'il occupe moins de place lors de la transmission. Utilisons le MP3 à 64 kbits/s. Le signal encodé n'a plus qu'une bande passante de 11 kHz. Le système de réception, avant de délivrer le signal à l'utilisateur, va le décoder. Nous savons que le MP3 réalise une compression destructrice (cf. le paragraphe sur le MP3). Les données éliminées par l'encodage - ici les fréquences au delà de 11 kHz - sont perdues. Le signal, une fois décodé, a donc une bande passante de 11 kHz, soit une perte de la qualité audio, par rapport à l'original, pour l'utilisateur.

Le mp3PRO va en partie améliorer ce problème. Les 64 kbits/s disponibles pour réaliser la compression sont utilisés de la manière suivante. Le signal original est encodé à environ 60 kbits/s, en utilisant les techniques de codage MP3 habituelles. Les 4 kbits/s restant servent à véhiculer des informations utiles à la reconstruction de la bande passante après transmission du signal. Des informations telles que la fréquence à partir de laquelle il faut reconstruire la bande passante et le niveau des fréquences présentes dans le signal original mais qui vont être éliminées par codage MP3 sont codées par un encodeur distinct (l'encodeur SBR) et stockées de sorte qu'elles occupent les 4 kbits/s restant. Le signal encodé en mp3PRO véhicule bien 64 kbits/s mais il contient deux parties distinctes. Le signal est ensuite transmis puis décodé. La partie MP3 est décodée normalement et le décodeur SBR reconstruit la partie haute du spectre. L'utilisateur reçoit un signal ayant une bande passante de 16 kHz contre 11 kHz auparavant soit une bien meilleure qualité audio.

L'alliance du MP3 et de la technique SBR augmente considérablement la qualité audio d'un signal pour un bitrate donné. On peut raisonner dans l'autre sens et se dire qu'en encodant à un bitrate inférieur en mp3PRO, par exemple 96 kbits/s, on va obtenir la qualité que l'on avait en MP3 à 128 kbits/s. C'est en partie vrai. En partie seulement car le mp3PRO, s'il est bien adapté aux bas bitrates, n'améliore pas beaucoup l'encodage à bitrate élevé. En effet, rappelons qu'à bitrate élevé, le MP3 standard ne supprime guère les hautes fréquences d'où l'inutilité de leur reconstruction par technique SBR. L'alliance d'un codage et de la technique SBR est donc surtout efficace pour un codage effectué à des bitrates peu élevés.

Le mp3PRO peut encoder des sons issus de sources analogiques échantillonnées à une fréquence de 44,1 kHz, sur 16 bits, en mono ou stéréo. L'encodage se fait à bitrate constant. Celui-ci peut être réglé de 24 kbits/s à 96 kbits/s. La nécessité de décoder deux parties distinctes fait que, globalement, le décodage d'un fichier mp3PRO est plus long que celui d'un fichier MP3 et surtout nécessite plus de puissance de la part du processeur. Si ceci ne représente pas une contrainte pour les PC actuels, cela pourrait être gênant pour les processeurs embarqués, en particulier pour les téléphones portables ou les baladeurs MP3.

Le mp3PRO est compatible MP3 mais il semblerait que la compatibilité "backwards" soit un peu usurpée. Apparemment, un fichier wave encodé en mp3PRO et lu sur un baladeur MP3 standard "sonne" mal. Dans l'autre sens (fichier wave encodé en MP3 et lu sur un player mp3PRO), il ne doit pas y avoir de problème puisqu'un player mp3PRO est équipé d'un décodeur mp3PRO qui consiste en un décodeur MP3 standard et un décodeur SBR. Dans ce cas, le décodeur SBR n'a rien à faire, seul le décodeur MP3 standard agit.

La technique SBR a été mise au point par la société Coding Technologies et des accords ont été passé avec Fraunhofer et Thomson Multimedia pour le développement des outils mp3PRO. Thomson Multimedia gère les licences mp3PRO. Un encodeur de démonstration gratuit est disponible sur www.mp3prozone.com. Un plug-in Winamp permet d'utiliser Winamp comme player mp3PRO.