Was sind MP3s und wie nutze ich sie?

Was ist MP3 eigentlich?

MP3 ist ein Verfahren zur Kompression digital gespeicherter Audiodaten. Die umgangssprachliche Bezeichnung MP3 kommt von der Dateiendung „mp3“. Der korrekte Name des Verfahrens stammt ursprünglich von der Bezeichnung MPEG-1 Audio Layer III bzw. MPEG-2 Audio Layer III. Für eine Minute Stereo-Musik im CD-Format werden über 10 MB Speicherplatz benötigt. Die Audiodaten werden zur Ablage auf der CD als durchgängige Wellenform mit einer Auflösung von 2×16 Bit (links und rechts) in einem festen Zeitraster von 44,1 KHz gleichmäßig abgetastet. Im MP3-Format wird dieselbe Musik auf 1,4 MB komprimiert.

Durch diese Eigenschaften ist MP3 zum dominierenden Verfahren der Speicherung,

Übertragung und des Abspielens von Musik auf Computern, Smartphones und im Internet geworden. Auch unsere DJ Software „BPM Studio“kann natürlich mit komprimierten Dateiformaten umgehen. 

Wie werden Audiodateien als MP3 komprimiert?

Die Komprimierung der Audiodaten geschieht unter Berücksichtigung physiologischer Besonderheiten des menschlichen Gehörs. Auf diese Art und Weise entstehen zwar Audiodateien, die weniger Informationen enthalten, aber für den Hörenden keinen Unterschied darstellen. Die MP3 Komprimierung wird dennoch als verlustbehaftetes Verfahren bezeichnet, da die Informationen, die für die Komprimierung entfernt wurden, nicht wiedergewonnen werden können.

Die Komprimierung einer Audiodatei wird in mehreren Schritten durchgeführt:

1. Das vorliegende Signal wird in seine Sinusfrequenzen aufgeteilt. Dieser Vorgang wird auch als Fourier-Analyse bezeichnet. Jede noch so komplexe Schwingung setzt sich demnach aus Sinusschwingungen verschiedener Frequenzen (Tonhöhen) und Stärke (relative Lautstärke) zusammen. 

2. Anschließend wird das aufgeteilte Originalsignal in Frequenzblöcke untergliedert (Quantisierung) und bekommt eine entsprechende Genauigkeit, je nach Lage des Frequenzblockes im Tonhöhenbereich, zugewiesen.

3. Ein weiterer Schritt ist die Bildung der Differenz zwischen dem linken und dem rechten Stereokanal, um die Stärke der Kanalkopplung abzubilden. Im Allgemeinen sind sich rechter und linker Kanal sehr ähnlich. 

4. Im weiteren Verlauf der Komprimierung wird entschieden, ob das Signal als Mono oder Stereo abgespeichert wird. Bei Frequenzen unterhalb des ortbaren Bereiches (unterhalb 2KHz) kann die Seiteninformation damit voll und ganz entfallen. Co2 kanone 

5. Hinzukommend werden die sogenannten Maskierungseffekte des menschlichen Hörsinns ausgenutzt. So kann ein relativ starker Ton (eine laute Einzelfrequenz) von 4 KHz andere Frequenzen (bis zu einer Tonhöhe von 11KHz) unhörbar machen. Dadurch ist eine Frequenzwiedergabe bis 11 KHz mit einer reduzierten Genauigkeit möglich, ohne dass das Gesamtsignal an Qualität verliert. Signalanteile, die der menschlichen Hörkurve entsprechen, und sich in weniger gut wahrnehmbaren Frequenzbereichen befinden, werden somit weniger präzise, d.h. mit weniger Bit-Auflösung dargestellt.

6. Schließlich wird das so vorliegende digitale Signal nach der Methode der Huffman Kodierung bearbeitet. Bei diesem Schritt wird ein beträchtlicher Speicherumfang eingespart. 

Inzwischen ist auch eine MP3 Methode für die Komprimierung und Wiedergabe von 5.1 Surroundsound eingeführt worden. Diese Methode gestattet ebenso die Wiedergabe als Stereo – wie auch als 5.1 Surroundsignal. 

Taggen von MP3-Dateien

 MP3 Dateien können auch „getaggt“, das heißt Metadaten wie z. B. Titel und Interpret zur jeweiligen Datei hinzugefügt werden. Diese Möglichkeit ist im Format ursprünglich nicht vorgesehen. Die Daten werden der eigentlichen Audiofile angehängt oder vorangestellt. Diese Metadaten können dann bei dem Abspielen von einem geeigneten MP3 Player zusätzlich angezeigt werden. Diese können hilfreich beim Ablegen und Wiederfinden von Dateien sein.