[Abk.
für Moving Picture Expert Group Audio Layer
3, dt. »Ebene 3 des Audiostandards der Expertengruppe
für bewegte Bilder«]
MP3,
meistverwendetes Dateiformat für (verlustbehaftet)
komprimierte Audiodateien, das seit 1987 am Fraunhofer-Institut
für Integrierte Schaltungen in Erlangen (IIS)
entwickelt wurde.
MP3
gehört, wie der Name schon sagt, zum ersten
Regelwerk der Moving Picture Expert Group (MPEG).
Diese MPEG-1 genannte Sammlung von Videospezifikationen
ist seit 1992 Teil des internationalen Normwesens
und heißt deshalb auch ISO-MPEG (ISO). MP3
war somit ursprünglich ein »Anhängsel« eines
Videostandards, mit dem die Kodierung der Tonspur
festgelegt wurde. Die Daten werden in Paketen fester
Größe (sog. Frames) übertragen,
die je nach Abtastrate unterschiedlich viele Datenbits
aufnehmen können. Sie sind zudem mit einer
Prüfsumme versehen. Bei der Kompression des
Klangs werden die Eigenschaften des menschlichen
Hörens ausgenutzt, etwa dass laute Töne
einer bestimmten Frequenz leisere Töne in
benachbarten Frequenzen »überdecken«.
Solche Daten nicht hörbarer Töne werden
daher vor der eigentlichen Kompression herausgefiltert.
Der menschliche Hörbereich, etwa zwischen
20 Hz und 20 kHz wird dabei in 32 Bänder zu
jeweils 625Hz unterteilt, von denen nur die lautesten
Töne übernommen werden. Die leiseren,
vom Ohr üblicherweise nicht mehr wahrgenommenen
Töne werden entfernt. In gleicher Weise werden
die Auswirkungen lauter Töne auf benachbarte
Frequenzbänder sowie die Auswirkungen extremer
Lautstärkeschwankungen berücksichtigt,
dann erst wird das verbleibende Signal abgetastet
und digitalisiert.
Durch
diese sog. »psychoakustische Kompression« erhält
man auch bei hohen Komprimierungsraten von 1:10
bis 1:12 noch eine Audio-CD-ähnliche Klangqualität.
Im Vergleich dazu reduziert das von der Minidisc
bekannte, ebenfalls psychoakustisch arbeitende
Verfahren Atrac die Dateigröße nur in
einem Verhältnis von etwa 1:5 (bei leicht
verbessertem Klang). Und wenn man eine unkomprimierte
Audiodatei, etwa im WAV-Format oder einen Track
auf einer Audio-CD, mit herkömmlichen Komprimierungsprogrammen
packt, erreicht man lediglich Reduktionen auf rund
75% der Ausgangsgröße.
Bei
einer Komprimierung von 1:12 findet eine komplette
Audio-CD auf 58MByte Platz, ein vierminütiger
Track benötigt etwa 3MByte. Dies hat in Verbindung
mit der zunehmenden Verbreitung von Breitband-Internetverbindungen
wie ADSL zu erheblichen Problemen im Bereich des
Urheberrechts geführt: Erstmals ist es einer
großen Zahl von Nutzern möglich, über
das Internet Musik in CD-naher Qualität untereinander
auszutauschen. Dadurch drohen der Musikbranche
empfindliche Einnahmeverluste und das geistige
Eigentum an akustischen Kunstwerken ist nur noch
schwer zu schützen. Insbesondere der Prozess
um die Musiktauschbörse Napster erregte weltweites
Aufsehen. Eine Änderung dieser Situation würde
erst die Einführung eines verlässlichen
Kopierschutzes für digitalisierte Musikdateien
bringen, der bei Verbreitung über das Internet
die Herkunft des Originals dokumentiert (das Herstellen
von Kopien für den privaten Gebrauch darf
dem Käufer einer digitalen Musikressource
nicht unmöglich gemacht werden).
Kompression
und Dekompression (Codec) sind bei MP3 asymmetrisch,
d.h. das Erstellen einer MP3-Datei ist aufwendiger
als das Abspielen. Heute kann man mit jedem gängigen
Multimedia-Player MP3 hören. In Windows und
anderen Betriebssystemen sind solche Tools bereits
enthalten; man kann kostenlose MP3-Player im Internet
finden bzw. als Plug-in für den Browser beziehen.
»MP3-Player«
bezeichnet aber nicht nur Software zum Anhören
von MP3-Dateien am Multimediarechner, sondern auch
eine neue Generation von extrem kleinen portablen
Stereogeräten. Diese »Zwerg-Walkmans« verwenden
Speicher-Chips, kleine Speicherkarten oder neuerdings
auch kleine Festplatten als Datenträger und
sind mittlerweile bei einem Gewicht von 30g kaum
noch größer als eine Streichholzschachtel.
Auch
wenn MP3 zum Quasistandard der digitalen Musikkomprimierung
geworden ist, gibt es mehrere konkurrierende Technologien.
Zunächst zählen hierzu natürlich
die ebenfalls vom IIS in Erlangen beschriebenen
Audioformate von MPEG-2 (AAC), von denen eine mit
MP3 abwärts kompatibel ist. Weiterhin gehören
hierzu RealAudio 8 sowie der Audiobereich der Microsoft
Media Technologies. Schließlich gibt es seit
Sommer 2001 MP3Pro, das direkt auf MP3 aufbaut,
von Thomson Multimedia in Auftrag gegeben und von
der deutsch-schwedischen Firma Coding Technologies
(Nürnberg/Stockholm) erstellt wurde. Coding
Technologies ist Kooperationspartner des IIS, Thomson
Multimedia hält die MP3- und MP3Pro-Rechte.
MP3Pro enthält unter anderem Spectral Band
Replication (SBR, dt. Frequenzband-Replikation),
wodurch bereits bei einer Datenrate von 64Kbit/s
CD-Qualität erreicht werden soll dies entspricht
einer Komprimierung von ungefähr 1:22!
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