Hvem opfandt MP3'er?

MP3 er et meget populært format til kodning og komprimering af lydfiler, en, der har bidraget kraftigt til en hurtig stigning i tilgængeligheden af ​​digital musik online og hjalp med at indlede store ændringer i den måde, vi bruger musik på. Dets rigtige navn er MPEG-1 Audio Layer III . MPEG står for Motion Picture Experts Group ( MPEG ), en gruppe oprettet i 1988 for at fastsætte standarder specifikt for digital lyd- og videokodning og relaterede teknologier. MPEG er en gren af International Standards Organization ( ISO ), en gruppe i Genève, der sætter frivillige standarder for en lang række industrier verden over. MP3 kan komprimere mono eller stereo digital lyd ned til omkring en tiendedel af sin oprindelige størrelse, digitalt set, for nem overførsel over internettet, eller til lagring af et stort antal sange på computerens harddiske, Cd'er, DVD'er eller MP3 -afspillere (f.eks. IPod) uden at gå på kompromis med lydkvaliteten i nogen større udstrækning (selvom den taber lidt kvalitet, lydmæssigt).

En MP3 -encoder kvantiserer lyddata til tal, som kan skaleres ned ved at dividere dem alle med et andet tal og afrunde. Individuelle bånd kan skaleres forskelligt for at justere præcisionen. Koderen bruger derefter noget, der kaldes Huffman -kodning at konvertere disse tal til endnu kortere binære informationsstrenge ved hjælp af søgetræer (i virkeligheden, tabeller over de mulige tal og deres binære koder). Disse tabeller har de kortere, mindre præcise tal øverst, så de kan placeres først. Hvis et lydelement let kan mærkes, den vil blive kodet med mere præcision end en, der er sværere at høre for at holde lydkvaliteten så høj som muligt, samtidig med at datafilstørrelsen reduceres.

Sammen med ovenstående, MP3 drager også fordel af nogle psykoakustisk (hvordan folk opfatter lyd) fænomener til at komprimere lydfiler ned til mindre størrelser. For en, det kasserer data for alle lyde, der er under eller over, hvad det menneskelige øre faktisk kan høre. Vi kan høre frekvenser i cirka 20 Hz til 20, 000 Hz -område (selvom den gennemsnitlige voksne ikke kan høre meget over 16 KHz -niveauet på grund af høreskader fra høj støjeksponering, der sker naturligt gennem hele livet). MP3 -kodning bruger også Haas -effekt, hvor to identiske lyde, der ankommer på næsten samme tid, men fra forskellige retninger, opfattes som en enkelt lyd fra en retning, og frekvensmaskering , hvor en højere lyd med en frekvens, der ligner en mere støjsvag lyd, vil være den eneste, der høres, hvis begge spiller på samme tid, at slippe af med data. Denne forkærlighed for at kassere lyddata er derfor, MP3 kaldes a tabende komprimeringsmetode, selvom det bruger nogle tabsfrie metoder, også, som Huffman -kodning. MP3 -kodning bruger andre mere traditionelle komprimeringsmetoder til enklere eller mere hørbare lyde, der ikke falder i bytte for disse psykoakustiske effekter, såvel.

Oprettelsen af ​​MP3 -filer er kommet til nytte, giver os mulighed for let at sende musik over internettet og bære rundt på hundredvis eller tusinder af sange på vores telefoner eller digitale musikafspillere. MP3 er blevet en gennemgribende standard for musikkodning. Læs videre for at finde ud af, hvorfra den kom.

Hvem får egentlig kredit?

MP3 -formatet fik sit navn i 1995, men dens udvikling begyndte år før. MP3s rødder var i masser af tidligere digital kodningsforskning, måske især doktorgradsarbejdet i Karlheinz Brandenburg, der ofte bliver nævnt som formatets opfinder. Han, imidlertid, ville være den første til at fortælle dig, at han ikke gjorde det alene.

I begyndelsen af ​​1980'erne, Brandenburg studerede elektroteknik og matematik ved Erlangen University, og forfulgte sin doktorgrad ved Friedrich-Alexander University. Erlangen-Nürnberg. Professor Dieter Seitzer opfordrede Brandenburg og andre studerende til at arbejde med metoder til overførsel af musikfiler integrerede tjenester digitale netværk ( ISDN ) telekommunikationslinjer. Brandenburg studerede psykoakustik og kunne komme med en yderst effektiv lydkomprimeringsalgoritme, som han kaldte optimal kodning i frekvensdomænet ( OCF ).

Brandenburg blev adjunkt og fortsatte sin forskning. Han arbejdede sammen med forskere ved Fraunhofer Institute for Integrated Circuits (medlem af en samling af 56 tyske forskningsinstitutter kaldet Fraunhofer Society), som havde et arbejdsforhold med Erlangen-Nürnberg Universitet. På Fraunhofer, OCF blev forbedret af teamet med nogle bidrag fra forskere ved Hannover University, AT&T Bell Labs og Thomson, og adaptiv spektral perceptuel entropikodning ( ASPEC ) codec blev født.

I slutningen af ​​1980'erne og begyndelsen af ​​1990'erne, MPEG tog forslag fra forskellige grupper, der håbede på, at deres kodningsmetoder skulle blive vedtaget. MPEG valgte flere forslag, der blev slået sammen i tre formater:MPEG-1 Audio Layer I, Lag II og lag III. MPEG-1 Audio Layer III var stort set baseret på ASPEC.

Andre centrale ingeniører, der arbejdede på projektet på Fraunhofer var Ernst Eberlein, Professor Heinz Gerhäuser, Bernhard Grill, Jürgen Herre og Harald Popp, sammen med yderligere støttepersonale. Sammen, de udviklede den software og hardware, der er nødvendig for MP3 -kodning og -kodning. I 1993, Brandenburg blev officielt medlem af personalet på Fraunhofer Institute for Integrated Circuits som leder af deres Audio/Multimedia -afdeling.

I 2000, Brandenburg, Popp og Grill accepterede Deutscher Zukunftspreis -prisen (eller "German Future Prize") på vegne af hele teamet for opfindelsen af ​​MP3. Og i 2007, forbrugerelektronikforeningen (CEA) indledte Brandenburg, Seitzer og Gerhäuser ind i CE Hall of fame for deres bidrag til formatet. Når dette skrives, hovedforskerne arbejder alle stadig på Fraunhofer i forskellige kapaciteter, herunder Brandenburg, der er direktør for Fraunhofer Institute for Digital Media Technology i Ilmenau, Tyskland. Brandenburg og andre har endda modtaget en andel af overskuddet fra MP3 -licenser, som dikteret af tysk lov.

Enhver innovation er afhængig af tidligere gennembrud, så relateret arbejde, der opstod før MP3 endda var en tanke, skulle ikke ignoreres. For eksempel, Haas -effekten blev opkaldt efter Helmut Haas, der præsenterede ideen i sin doktorafhandling i 1949. Samme år, Claude Shannon og Robert Fanning kom med forgængeren til Huffman -kodning. David Huffman var elev af Fano, og han forbedrede deres teknik i 1952. MP3 -forskerne byggede på mange andres grundlæggende arbejde, såvel.

Suzanne Vega spillede endda en lille rolle, da Brandenburg og teamet arbejdede på at komprimere a cappella -versionen af ​​hendes sang "Tom's Diner" uden at generere forvrængning og baggrundsstøj. En del af sangen blev brugt som testlyd til at afgøre, hvornår kvaliteten havde nået et acceptabelt niveau.

Patentret og virksomhedsfusioner, komplicerede dyr på egen hånd, begge spillede en rolle i en retssag anlagt af Alcatel-Lucent mod Microsoft vedrørende MP3-afspilningsmuligheder i sin Windows Media Player. Det tyske forskningsinstitut Fraunhofer og AT &T's Bell Laboratories arbejdede på lydkomprimeringsteknologi sammen til en vis grad efter at have indgået en fælles udviklingsaftale, der startede i 1989. Hver endte med patenter på forskellige relaterede teknologier. Men Fraunhofer er det firma, der betragtes som branchens patentindehaver for MP3, og en hel del virksomheder har licenseret rettighederne fra dem, inklusive Microsoft (i en aftale på $ 16 millioner), Æble, Sony, Yahoo, Intel og Texas Instruments, blandt hundredvis af andre. Men denne fælles forskning ville skabe problemer ned ad linjen. AT&T afviklede Bell Labs til et firma ved navn Lucent Technologies. Lucent stævnede Microsoft (med hvem det også var involveret i andre patentkampe), hævder, at det krænker Lucents MP3-relaterede patenter. Alcatel, en fransk konkurrent, købte Lucent, og sagen blev fortsat af Alcatel-Lucent. I 2007, en jury i San Diego beordrede Microsoft til at betale 1,52 milliarder dollar for patentkrænkelse til Alcatel-Lucent, et beløb beregnet baseret på Windows PC -salg siden maj 2003, og en af ​​de største patentdomme i historien. Senere samme år, imidlertid, en dommer ophævede dommen, fastslog, at skaden var forkert bestemt, og at det ene af de to omtvistede patenter var ejet af Fraunhofer og AT&T (ikke direkte ejet af AT&T), og da Fraunhofer ikke var inkluderet i dragten, og Microsoft havde en licens med Fraunhofer, Alcatel-Lucent havde ikke ret til at sagsøge dette patent. Selvfølgelig, dette efterlader døren åben for en anden retssag eller appel, så fra begyndelsen af ​​2013, vi har muligvis ikke hørt sagens ende.

Virkningen og fremtiden for MP3 -data

MP3 har haft nogle vidtrækkende effekter, som få kunne have forudsagt. I 1997, den MP3-afspillende computersoftware Winamp blev tilgængelig. Tillader brugere nemt at organisere deres musikfiler og oprette afspilningslister, Winamp var en harbinger af spillere, der skulle komme. Samme år, Microsofts Windows Media Player begyndte at understøtte MP3 -afspilning. Dyre bærbare MP3 -afspillere, ligesom Diamond Multimedias Rio 100 og Saehan Information System's MPMAN, dukkede også op i slutningen af ​​1990'erne. De kunne indeholde et begrænset antal sange via flash -hukommelse, men de gjorde plads til harddiskhukommelsesafspillere med højere lagerkapacitet, ligesom den originale iPod, indført i 2001, der afspillede MP3'er, AIFF- og WAV -formater. Nyere iPods afspilles avanceret lydkodning ( AAC ) indfødt, som er inkluderet i både MPEG-2 og MPEG-4 standarder, og påstås at have bedre lydkvalitet, men andre formater understøttes stadig. MP3'er er så allestedsnærværende, at bærbare musikafspillere ofte kaldes MP3 -afspillere, selvom de fleste afspiller forskellige formater. De fleste cd- og dvd -afspillere kan også afspille MP3'er.

Peer-to-peer musikdelingstjeneste Napster blev introduceret i 1999, og det fik MP3 -formatets popularitet til at eksplodere ved at gøre mere digital musik tilgængelig end nogensinde før. Det skabte også megen kontrovers i forbindelse med krænkelse af ophavsretten, ulovlig musikoverførsel og piratkopiering. Recording Industry Association of America, blandt andre, søgte juridisk klage mod Napster såvel som individuelle musikdownloadere. Napster blev lukket i 2001, men andre lignende tjenester dukkede op i stedet, selvom der måske ikke er nogen så fræk.

Denne nyfundne tilgængelighed af musik vækkede offentlighedens appetit på digital musik, hvilket har forårsaget store ændringer i musikindustrien. Studierne fortsætter med at bekæmpe piratkopiering, men til sidst omfavnede online digital musik salg. Studios begyndte at licensere meget af deres musik til virksomheder som Apple, hvis iTunes -butik banede vejen for en ny musikforbrugsmodel. Amazon er også en kæmpe sælger af digital musik. Og digitalt musiksalg har overhalet salget af fysiske cd'er. Digital musik har endda givet nogle kunstnere mulighed for at bryde væk fra studier ved at give dem et middel til let at distribuere deres eget arbejde, demokratisere systemet lidt. Disse ændringer har også banet vej for legitime musikstreamingtjenester, der tjener penge på reklamer og abonnementer.

MP3 hjalp også med at ændre, hvordan og hvor vi lytter til vores musik. Vi kan optage et større antal sange til skrivbare cd'er, end vi traditionelt kunne have på forudindspillede cd'er. Og moderne spillere giver os mulighed for at bære tusinder af sange med os (enten købt digitalt eller revet fra vores egne cd -samlinger). MP3 og dens efterfølgere har gjort hele musikbiblioteker bærbare.

Der er en vis debat om, hvorvidt MP3'er lyder særlig godt i forhold til andre, mindre tabende codecs, men på trods af store stigninger i internethastighed og lagerplads, MP3 er stadig det mest almindelige digitale musikformat, og det viser få tegn på at gå væk. Der har været efterfølgende MP3 -innovationer, f.eks. MP3Pro og MP3 Surround, begge bagudkompatible med original MP3. Folk arbejder endda med ting som at integrere hemmelige meddelelser eller andre skjulte oplysninger i MP3'er (MP3Stego, for eksempel). MP3 er blevet normen for digital musik, og indtil der kommer noget banebrydende anderledes, det kan forblive sådan et stykke tid.

Masser mere information

Forfatterens note:Hvem opfandt MP3'er?

Hvordan MP3 opstod, og hvad kodning af filerne indebærer, gjorde til temmelig fascinerende forskning. Jeg har altid været en temmelig stor forbruger af musik, først på vinyl, derefter tape, derefter cd, og jeg synes, det er tilfældigt for musikelskere, at MP3 og andre digitale musikformater kom og ansporede til den udbredte distribution af musik online (lydkvalitetsdebatter til side). Jeg kan stadig godt lide at eje fysiske kopier, men tilbage i den tid, hvor køb i butikken var vores eneste valg, der var altid en god mulighed for skuffelse. Jeg skaldede ofte ud for en del cd'er for at opdage, at jeg kun virkelig kunne lide en eller to af sangene. Mange af disse diske samler støv på mine hylder.

På et tidspunkt lavede jeg en regel for mig selv om, at jeg kun ville købe et album, hvis jeg vidste, at jeg kunne lide mindst tre af sangene (medmindre det var af en af ​​mine meget yndlingsartister), og det bremsede alvorligt mit musikindkøb. Det er ikke sådan, at hele album rutinemæssigt får afspilning af radio eller musikvideo. Men så kom der ting som Napster, der tillod os at prøve et bredere udvalg af musik, end vi havde kunnet støde på ved en tilfældighed i luften før. Og så fulgte internetradio. Jeg kan ikke fortælle dig, hvor mange nye kunstnere, jeg har opdaget via mine Pandora -stationer, og hvor mange af deres sange jeg har downloadet fra iTunes.

Der mangler sandsynligvis en vis charme, fordi vi ikke længere bliver overrasket over b-side-sangene (inden længe, ingen ved engang, hvad det betyder). Men det er rart at kunne sprede pengene rundt på melodier, jeg ved, at jeg vil lytte til mere end én gang. Og nu kan jeg også digitalisere de ensomme sange fra de fattige mest afviste cd'er og lytte til dem næsten hvor som helst uden at skulle have en masse diske med mig, takket være MP3 og dets fætre.

relaterede links

• Sådan fungerer MP3 -afspillere
• Kan jeg køre min MP3 -afspiller på methanol?
• Sådan fungerer iPod
• Sådan fungerer iTunes

Kilder

• Æble. "Arkiveret - iTunes:Om avanceret lydkodning (AAC)." (25. februar kl. 2013) http://support.apple.com/kb/HT2103
• Aron, Jacob. "Det rigtige spor, forkerte melodier. "New Scientist. 18. februar, 2012, Vol. 213, Issue 2852. (17. februar kl. 2013)
• Bangeman, Eric. "Dommer kaster dom, 1,52 milliarder dollar tildeling i Microsoft MP3 -patentsag. "Ars Technica. 6. august, 2007. (17. februar, 2013) http://arstechnica.com/tech-policy/2007/08/judge-tosses-verdict-1-52-billion-award-in-microsoft-mp3-patent-case/
• Borland, John. "MP3 -skaber vender tilbage med 3D -lyd." CNET. 23. juli kl. 2004. (13. februar, 2013) http://news.cnet.com/MP3-creator-returns-with-3D-sound/2100-1026_3-5280535.html
• Clarke, Gavin. "Dommer i MP3 -sag til Microsoft:tid til at betale op." Tilmeld. 2. maj kl. 2007. (17. februar, 2013) http://www.theregister.co.uk/2007/05/02/microsoft_alcatel_patent_lucent/
• Diqun, Yan. "Kvantiseringstrin Paritetsbaseret Steganografi til MP3-lyd." Fundamenta Informaticae. 2009, Bind 97, Udgave ½, Side 1-14. (17. februar kl. 2013)
• Dvorak, Phred. "Sony sætter MP3, Et rivaliserende format, På en Walkman. "Wall Street Journal. 1. december, 2004. (25. februar, 2013) http://online.wsj.com/article/0, , SB110181035649286610, 00.html
• Easley, Robert F. og John G. Michel og Sarv Devaraj. "MP3 Open Standard og musikindustriens svar på internetpirateri." Kommunikation af ACM. November 2003, Bind 46, Udgave 11, Side 90-96. (17. februar kl. 2013)
• Ewing, Jack. "En idéinkubator forsøger at dyrke kontanter." Forretningsuge. 11. marts, 2007. (13. februar, 2013) http://www.businessweek.com/stories/2007-03-11/an-idea-incubator-tries-to-grow-cash
• Ewing, Jack. "Hvordan MP3 blev født." Forretningsuge. 5. marts 2007. (13. februar, 2013) http://www.businessweek.com/stories/2007-03-05/how-mp3-was-bornbusinessweek-business-news-stock-market-and-financial-advice
• Farivar, Cyrus. "Winamps elendigheder:hvordan den største MP3 -afspiller gjorde sig gældende." Ars Technica. 24. juni kl. 2012. (25. februar, 2013) http://arstechnica.com/business/2012/06/winamp-how-greatest-mp3-player-undid-itself/
• Fraunhofer IIS. "Mp3 -historien." (13. februar kl. 2013) http://www.mp3-history.com/da/the_mp3_history.html
• Fraunhofer IIS. "Mp3 -holdet." (13. februar kl. 2013) http://www.mp3-history.com/da/the_mp3_team.html
• Fraunhofer IIS. "Præmier og udmærkelser." (25. februar kl. 2013) http://www.fraunhofer.de/en/about-fraunhofer/excellence-research/science-prizes-distinctions.html
• Fraunhofer IIS. "Teknologi - hvordan fungerer perceptuel lydkodning?" (13. februar kl. 2013) http://www.mp3-history.com/da/technology.html
• Fraunhofer IIS. "Historien om mp3." (13. februar kl. 2013) http://www.mp3-history.com/da/the_story_of_mp3.html
• Freedman, David H. "Utålmodig futurist." Opdage. Juni 2011, Bind 32, Udgave 5, Side 24-25. (17. februar kl. 2013)
• Stegt, I en. "Ofte stillede spørgsmål:Bag Microsofts MP3 -patentstop." CNET. 23. februar kl. 2007. (17. februar, 2013) http://news.cnet.com/2100-1027_3-6161760.html
• Stegt, I en. "Microsoft ramte med 1,5 milliarder dollars patentdom." CNET. 22. februar kl. 2007. (19. februar, 2013) http://news.cnet.com/Microsoft-hit-with-1.5-billion-patent-verdict/2100-1030_3-6161480.html
• Guarini, Drew. "Musiksalg i 2012 beviser, at digitalt stiger, Cd'er er døde og ... Vinyl er levende igen? "Huffington Post. 9. januar, 2013. (25. februar, 2013) http://www.huffingtonpost.com/2013/01/09/music-sales-2012-digital-physical_n_2440380.html
• Guberman, Daniel. "Post-Fidelity:En ny tidsalder for musikforbrug og teknologisk innovation." Journal of Popular Music Studies. December 2011, Bind 23, Udgave 4, Sider 431-454. (17. februar kl. 2013)
• Gündüz, Uğur. "Digital musikformat MP3 som en ny kommunikationsteknologi og musikindustriens fremtid." Scientific Journal of Humanistic Studies. Oktober 2012, Bind 4, Udgave 7, Sider 202-207. (17. februar kl. 2013)
• Hansell, Saul. "MP3 -patenter i ophævelse efter dom." New York Times. 23. februar kl. 2007. (17. februar, 2013) http://www.nytimes.com/2007/02/23/technology/23patent.html?_r=0
• Hansen, Evan. "Tab af MP3, Open Source's Gain. "Wired. 23. februar, 2007. (25. februar, 2013) http://www.wired.com/entertainment/music/news/2007/02/72785?currentPage=all
• Heffernan, Cameron. "Du siger, at du vil have en revolution." PC World. November 1999, Bind 17, Udgave 11, Side 199. (17. februar, 2013)
• Heingartner, Douglas. "MP3 -patentkrav:retssager og en kamp om historien." New York Times. 5. marts 2007. (25. februar, 2013) http://www.nytimes.com/2007/03/04/business/worldbusiness/04iht-music.4792355.html?pagewanted=all&_r=0
• IEEE Global History Network. "Historie om tabsløse datakomprimeringsalgoritmer." (25. februar kl. 2013) http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/History_of_Lossless_Data_Compression_Algorithms
• ISO. "Om ISO." (19. februar kl. 2013) http://www.iso.org/iso/home/about.htm
• Jacob, Aron. "Det rigtige spor, Forkert melodi. "Ny videnskabsmand. 18. februar, 2012, Bind 213, Issue 2852. (17. februar kl. 2013)
• Krazit, Tom. "Microsoft vinder omstødelse af MP3 -patentafgørelsen." CNET. 6. august kl. 2007. (17. februar, 2013) http://news.cnet.com/8301-10784_3-9755745-7.html
• MPEG. "MPEG-1 lyd." (19. februar kl. 2013) http://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-1/audio
• MPEG. "MPEG-2 lyd." (25. februar kl. 2013) http://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-2/audio
• MPEG. "MPEG-4 lyd." (25. februar kl. 2013) http://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-4/audio
• MPEG. "Velkommen til MPEG." (19. februar kl. 2013) http://mpeg.chiariglione.org/
• Rane Corporation. "Haas -effekt." (25. februar kl. 2013) http://rane.com/par-h.html
• Reimer, Jeremy. "Microsoft beordrede at betale 1,5 milliarder dollars i MP3 -patentsag." Ars Technica. 22. februar kl. 2007. (19. februar, 2013) http://arstechnica.com/uncategorized/2007/02/8910/
• Segall, Laurie. "Digitalt musiksalg top fysisk salg." CNN penge. 5. januar, 2012. (25. februar, 2013) http://money.cnn.com/2012/01/05/technology/digital_music_sales/index.htm
• Technicolor. "Om mp3PRO." (21. februar kl. 2013) http://www.mp3licensing.com/mp3/mp3pro.html
• Technicolor. "Om mp3surround." (21. februar kl. 2013) http://www.mp3licensing.com/mp3/mp3surround.html
• Technicolor. "Historien om mp3." (21. februar kl. 2013) http://www.mp3licensing.com/mp3/history.html
• Wilburn, Thomas. "AudioFile:Forståelse af MP3 -komprimering." Ars Technica. 4. oktober kl. 2007. (22. februar, 2013) http://arstechnica.com/features/2007/10/the-audiofile-understanding-mp3-compression/
• Wilcox, Joe. "Domstolen reducerer mængden af ​​Microsoft MP3 -sager." eWeek Microsoft Watch. 7. august kl. 2007. (19. februar, 2013) http://www.microsoft-watch.com/content/corporate/court_reduces_mp3_cases_volume.html