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MP3 之父 Karlheinz Brandenburg:實現將不可能的技術

相信不少人以前都用 MP3 作為音頻文件的格式,MP3格式的問世改變了人們聽音樂的習慣,人們不再去店裡買錄音帶、CD光盤,而是直接從網上下載,整個音樂工業被徹底改變了。

雖然很多人用過 MP3,但卻沒多少人了解 MP3 背後的故事。

二十多年前,數十名在德國的弗勞恩霍夫集成電路研究所(Fraunhofer Institute)工作的工程師和研究人員中都收到這封電子郵件:

日期:1995年7月14日星期五 12:29:49

主題:Layer3文件擴展名:.mp3

大家好,這是我們民意調查的壓倒性結果:每個人都投票贊成.mp3 作為 ISO MPEG Audio Layer 3的擴展!

Jürgen Zeller

這封電郵,宣佈了 MP3 的誕生,也改變了音樂行業。

MP3 的故事:將不可能的技術變成現實

80 年代初,Karlheinz Brandenburg 在德國的紐倫堡大學修讀博士生,修讀電氣工程、數學專業,致力於數字音頻編碼和感知測量技術。

在 mp3 發明之前,人們只能夠透過黑膠唱片來聽音樂。但這種聽音樂的方法攜帶不方便,亦容易損壞。

Brandenburg 的博士學位顧問是心理聲學專家 Dieter Seitzer 教授。在 1982 的時候,他們共同研究一種聽音樂的新方法:通過綜合業務數字網(ISDN)電信線路傳輸音樂文件的方法。

在這個系統中,人們可以通過 ISDN 電話線連接到中央服務器來聽音樂。然而,ISDN 的帶寬對於 CD 質量數字音頻的傳輸來說太窄了。如果需要通過 ISDN 以正常速度發送音樂,Seitzer 需要將文件壓縮幾乎12比1。

在 Seitzer 為這個發現申請專利的時候,他的專利申請被拒絕了,專利審查員告訴他這項技術是「不可能的」。他們不可以專利不可能的東西。

透過消除多餘的聲音 減少音頻文件的大小

但天無絕人之路。隨著 Brandenburg 深入研究這項研究,他開始意識到 Seitzer 所要求的壓縮可能並非不可能。

Brandenburg 將以前在語音編碼方面所做的工作與 Seitzer 和其他人在心理聲學方面發現的一些見解相結合,開始取得實際進展,並發現關鍵在於音頻屏蔽技術:透過系統地消除普通人耳無法聽到的錄音部分,從而在數據文件中獲得更多空間。例如,由於較低的音調會抵消較高的音調,因此透過消除多餘的聲音,可以有效減少音頻文件的大小。

簡單地說,MP3是一個數據壓縮格式,它把一切人耳可以忽略不計的數據過濾掉,這樣大幅降低音頻文件大小。關鍵是,對於大多數用戶的聽覺感受來說,壓縮處理的音質與最初的不壓縮音頻相比沒有明顯下降。

之後,Brandenburg 前往弗勞恩霍夫集成電路研究所(Fraunhofer Institute),與其他工程師一起開發了 MP3 編碼和解碼所需要的軟件和硬件。1993年,Brandenburg 正式加入弗勞恩霍夫集成電路研究所成為其中一員,擔任音頻/多媒體部門的負責人。

終於在 95 年的時候,他決定將所有軟件編碼或解碼的文件擴展名「dot mp-3」,這亦是 MP3  的正式誕生。

改變了大家聽音樂的習慣 讓音樂共享變成可能

有 MP3 之後,它能夠將音樂以 1:10 甚至到1:12的壓縮率,壓製成體積較小的檔案,平均一分鐘的音樂可以壓縮成1mb的檔案。MP3格式的出現改變了大家聽音樂的習慣,人們不再用 CD 來聽音樂,而是用MP3播放器。

雖然現在隨著科技的發展, MP3 已經逐漸沒落,但無可否認的是,Brandenburg 的努力讓不可能變成了可能,MP3 改變了人們聽音樂的方式,讓聽音樂變得更方便,亦令音樂共享變成可能。

資料來源:WikiPediainternethistorypodcast

Sophia

Tech 小編修習進行中的小小薯學生。聯絡電郵:sophia@techapple.com

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