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MPEG-1 Audio Layer 3
Dateierweiterung	mp3
Mime Typ	Audio/mpeg
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MP3 (offiziell MPEG-1 Audio Layer III oder MPEG-2 Audio Layer III) ist ein Weg zu Klang zu Kompresse und ist daher a Quellcodierung-Technik. Das ist ein MPEG-Standard (Bewegtbild-Expertengruppe)^[1] ab 1992, seither Umsetzungen davon 1994. Eine Musikdatei im MP3-Format wird mp3 erwähnt.

Das MP3-Dateiformat wurde von einer Gruppe von Forschern rund um den deutschen Karlheinz Brandenburg, geleitet von seinem Betreuer, und anderen Forschungsgruppen. Im Jahr 2000 erhielt er den Deutscher Zukunftspreis.^[2]

Kompression

Mit MP3 ist es möglich, die zum Speichern erforderliche Speicherkapazität zu erhöhen Klang stark reduziert werden. Dies geschieht durch Elemente aus dem Klang, die Mann nicht wirklich aufmerksam, wegzulassen. Wenn beispielsweise ein bestimmter Ton laut ist, wird ein Ton, der direkt daneben und weniger laut ist, nicht gehört. Dies kann daher herausgefiltert werden. Auch die klassische Komprimierung wird verwendet, sodass Informationen, die sowohl auf dem linken als auch auf dem rechten Kanal vorkommen, nur einmal gespeichert werden. Letzteres wird "Joint-Stereo" genannt.

MP3Kompression ist verlustbehaftetd.h. Daten gehen während der Komprimierung verloren. Dadurch kann die ursprüngliche Form nicht mehr wiederhergestellt, sondern nur noch angenähert werden. Als Ergebnis wird eine Musik-MP3Datei bei Wiedergabe etwas anders als beim Original (flacher, Rauschen), allerdings bei Blindhörtests und bei hohen Bitraten mit einem guten Encoder (wie LAME) erwies sich als äußerst schwierig zu beweisen. Dass es zu einem Qualitätsverlust kommt, macht sich in vielen Fällen erst nach einer Abfolge von encode-decode-encode-decode-Schritten bemerkbar.

Es ist jedoch möglich, MP3-Dateien verlustfrei zu kopieren (Englisch: verlustfrei) bearbeiten. Eine MP3-Datei besteht aus kleinen Paketen im Bruchteil einer Sekunde. Das Volumen ist für jedes Paket angegeben. Diese Lautstärke kann nachträglich geändert werden, ohne den Code des komprimierten Sounds zu ändern. Pakete können auch gelöscht werden.

Die meisten Benutzer empfinden MP3s mit einer Bitrate oder Bitrate von 192 kbps (Kilobit pro Sekunde) oder höher als recht gute Qualität. Bei einer Bitrate von 256 kbps unterscheidet sich die Qualität kaum hörbar von einer CD. Die für diesen Standard geltenden Bitraten sind Vielfache von 32 oder 64 kbps: 128, 160, 192, 256, 320 kbps. Eine MP3-Datei mit einer Bitrate von 128 kbps ist 11-mal kleiner als dieselbe Sounddatei in wellenartigFormat. Eine Minute Ton nimmt dann eine Größe von ca. 1 Megabyte ein. Bei höheren Bitraten nimmt die Dateigröße bei gleicher Abtastrate (und 16 Bit) proportional zu. Es ist auch möglich, MP3 mit variabler Bitrate zu kodieren, Teile des aufgenommenen Tons, die stärker komprimierbar sind als in Paketen mit niedriger Bitrate gespeichert werden, Teile des Tons, die bei einer höheren komplexer sind. Bei der Codierung kann oft ein Zielwert für die gewünschte Qualität vorgegeben werden.

Überwachung

Viele MP3-Encoder lassen bei starkem Rauschen Frequenzen über 16 kHz aus. Die Idee dahinter ist, dass diese Frequenzen durch andere Geräusche überdeckt werden und das menschliche Ohr dies mit zunehmendem Alter nicht immer wahrnehmen kann. Diese Wissenschaft über diese Wahrnehmung heißt Psychoakustik, und wird von Befürwortern der verlustbehafteten Komprimierung verwendet, um zu argumentieren, dass das menschliche Ohr nicht alle Daten der ursprünglichen verlustfreien Aufzeichnung wahrnehmen kann.

Das menschliche Gehör ist im Frequenzbereich zwischen 1 und 5 kHz besonders empfindlich. Darüber hinaus nimmt die Empfindlichkeit immer mehr ab. Sehr tiefe und hohe Töne sind für die meisten Menschen nicht hörbar und werden daher oft vom Kompressionsalgorithmus weggelassen.^[3]

Starke Kompression kann auch unerwünschte Nebenwirkungen verursachen oder Artefakte werden beobachtet. Dies ist durch den Applaus deutlich hörbar. Außerdem gibt es eine Begrenzung der Bandbreite, ein kleineres Stereobild und kurze Echos können vor und nach einem kurzen Ton auftreten.

Vor allem das MP3-Format hat den Ruf einer schwächeren Basswiedergabe. Dies liegt daran, dass die Länge dieser Frequenzen länger ist und sie oft außerhalb eines kurzen Analyseblocks liegen. Als Ergebnis kann die gesamte Frequenz nicht richtig beurteilt werden, und es wird eine Komprimierung mit geringerer Qualität angewendet.^[3]

Verbesserte Versionen

Thomson Multimedia und die Fraunhofer-Gesellschaft haben nach dem großen Erfolg des MP3-Formats auch mehrere verbesserte Versionen entwickelt: mp3PRO und AAC. Mp3PRO würde die gleiche Qualität wie MP3 bei halber Bitrate bieten.

Patent

Das Kompression- und DekompressionAlgorithmen von MP3 wurden vom Eigentümer patentiert, der Fraunhofer-Gesellschaft, und daher für kommerzielle Produkte oder die kommerzielle Nutzung der Technologie nicht frei verfügbar. Die persönliche Nutzung von MP3-Software war erlaubt. Open SourceEncoder und Decoder wurden toleriert.

Als Antwort, dass es Fraunhofer-Gesellschaft begann, Geld für die Nutzung von MP3 zu verlangen, Entwicklung des patentfrei Audio Format Ogg Vorbis.

In dem EU die letzten Patente liefen 2012 aus, sodass der Algorithmus seither in der EU patentfrei ist. In den USA liefen die relevantesten Patente erst am 16. April 2017 aus.

Siehe auch

• Audiokomprimierung
• ID3
• MP3-Player