MP3

MP3, ein Datei-Suffix, der sich aus der Abkürzung von MPEG-1 Audio Layer III oder MPEG-2 Audio Layer III ergibt; MPEG wiederum bedeutet Moving Picture Exports Group. Dateien mit dieser Endung enthalten Musikdaten in komprimierter Form; obwohl es auch andere Formen komprimierter Musikdateien gibt, hat sich das MP3-Format als eine Art Standard durchsetzen können.

Um Musikdaten komprimieren zu können, müssen sie zunächst digitalisiert werden. Erst danach können sie mithilfe eines so genannten Codec-Programms komprimiert werden. Um also eine Datei mit der Endung wav in eine MP3-Datei umzuwandeln, wird ein entsprechendes Programm benötigt, desgleichen ein weiteres, um die Datei wieder in Musik zurück umzuwandeln. Der Kompressionsgrad kann dabei eingestellt werden, von einer so genannten Bit-Rate von 8 kBit/s (Kilo-Bit je Sekunde) bis zu einer von 320 k/Bit/s. Je kleiner die Bitrate, desto geringer der Speicherbedarf, den die jeweilige Musikdatei noch benötigt, um so geringer aber auch ihre Qualität beim Abspielen. Musikdaten, die mit einer kleineren Bitrate als 96 kBit/s komprimiert werden, weisen in der Regel hörbare Mängel auf, bei einer Bitrate von mehr als 128 kBit/s können auch geübte Hörer in der Regel keine Unterscheide zwischen komprimiertem und nicht komprimierten Signal feststellen.

Das MP3-Format wurde seit 1982 von Hans-Georg Musmann und Karlheinz Brandenburg am Fraunhofer Institut für integrierte Schaltungen in Erlangen und an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg unter Beteiligung der AT&T Bell Labs entwickelt. Es sollte eine Methode der Komprimierung gefunden werden, mit der es möglich war, Filme auf einer normalen Audio-CD speichern zu können. Es entstanden mehrere Unterformate, von denen das MP3-Format als besonders geeignet für die Kompression von Audiodaten erwies. Es fand schnelleVerbreitung, weil einerseits bald auch freie Codierungs-Software verfügbar, andererseits in Musik-Tauschbörsen wie etwa ab 1998 Napster vorrangig das MP3-Format eingesetzt wurde. Auch für die Speicherung von Musik auf Datenträgern wie Festplatten, CDs und später DVDs wurde in der Regel das MP3-Format verwendet, erst recht natürlich für Abspielgeräte wie MP3-Player. Mittlerweile wird das Format selbst in der Produktion von Musik eingesetzt.

Der Entwicklung des MP3-Kompressionsverfahrens gingen mehrere Überlegungen voraus, bei denen auch psychoakustische Erkenntnisse eine wichtige Rolle spielten. So enthält Musik, wie sie im Konzertsaal zu hören ist, stets mehr Informationen, als das menschliche Gehirn überhaupt benötigt, um Musik als Musik zu erkennen. Das sind im Einzelnen Frequenzen, die mehrfach produziert werden, das sind Frequenzen geringer Unterschiede, das sind dynamische Details, die vom Gehör nicht mehr erfasst werden können, zumal in einem Klanggemisch. Hier setzt der MP3-Codierer an, in dem mittels Filter diese angenommen »überflüssigen« Informationen entfernt werden. Eine MP3-Codierung stellt also immer einen Verlust dar, der durch das Decodieren nicht rückgängig gemacht wird.

Das »Herausrechnen« von Informationen rief natürlich Kritik an dem Verfahren hervor: Zwar ist eine MP3-Datei komprimiert mit einer Bitrate von weniger als 96 kBit/s auch bei oberflächlichem Hören als »schlecht« erkennbar, ab einer von 128 kBit/s ist dies auch bei konzentriertem Hören nicht mehr möglich – obwohl die Musik natürlich nicht exakt dem Original entspricht. Es ist einigermaßen sinnlos, etwa wav-Dateien mit MP3-Dateien geringer Kompression miteinander vergleichen zu wollen, denn schon die wav-Datei entspricht aufgrund der Digitalisierung nicht dem Original. Durch die Aufnahmetechnik – gleich welcher Art – wird Musik stets manipuliert, teils mit Absicht – etwa in der Dynamik -, teils notgedrungen durch technische Unzulänglichkeiten der eingesetzten Geräte. Es gibt Hörer, die MP3-Dateien – auch denen mit geringer Kompression – eine gewisse »Rauheit« anhören, die etwa bei Instrumenten wie Becken oder historischen Violinen auch deutlicher wahrgenommen wird. Die Erkenntnis, dass ein real erklingendes Becken sich im Klang erheblich von seinem konservierten Klang – gleichgütig, ob Vinyl-Schallplatte, CD oder MP3-Player – unterscheidet.

Das MP3-Format wurde später weiter entwickelt und wird weiterhin stetig verbessert und erweitert, etwa um die Möglichkeit, Meta-Daten mit zu speichern oder aber mehr als zwei Kanäle codieren zu können. Da das Format in den ISO-Standard aufgenommen wurde, sind noch nicht alle Verbesserungen gängig. Beispielsweise war MP3 ursprünglich ein Format mit festen Bitraten, ein Mangel, der inzwischen durch freie Bitarten aufgehoben wird. Feste Bitraten bedeutet, dass ein Musikstück vom Anfang bis zum Ende mit der gleiche Bitrate komprimiert, was hinsichtlich der Informationsdichte des jeweiligen Musikstückes im Einzelfall eventuell gar nicht notwendig wäre. So gibt es auch Kompressions-Verfahren wie Vorbis, die dem MP3-Verfahren geringfügig überlegen sind. Audiodaten können auch verlustfrei komprimiert werden, etwa durch das FLAC-Format (Free Lossless Audio Codec), und es gibt kommerzielle Plattformen wie etwa das AAC-Verfahren (Advanced Audio Coding), das beispielsweise Apple für seinen iTunes Store einsetzt.

Es ist eher eine musiksoziologische als eine technische Frage oder eine der Hörphysiologie, ob die weit verbreitete Nutzung von komprimierter Musik allmählich das differenzierte Hören verändert und sozusagen die Menschheit an eine eher mittelmäßige Qualität gewöhnt.

Weblink

www.iis.fraunhofer.de/bf/amm/produkte/audiocodec/audiocodecs/mp3/index.jsp (Website des Fraunhofer Instituts zum MP3-Format)