老朽化した「古い」音楽フォーマットMP3を所有するドイツの財団が、最近、その特許を失効させることを発表した。1990年代から2000年代初頭にかけて、MP3はオーディオファイルの共有を非常にオープンなものにしました。データ圧縮、ファイルサイズ、保存されたオーディオ品質の組み合わせにより、このオーディオフォーマットは著作権侵害の議論のどちらの側でも悪名高いものとなりました。

見出しには「MP3は死んだ」とあるが、真のオーディオ愛好家であれば、真の死はまずあり得ないことを知っている。とはいえ、世界的に有名なオーディオフォーマットの歴史と、もしかしたら近未来を見てみるのもいいかもしれない。

mp3は実際どうなんですか？

年齢や耳の酷使によって異なりますが、聴こえる周波数は20Hzから20,000Hzの間です。また、私たちの耳は2kHz～5kHzの音域に最も敏感です。また、私たちの聴覚は、音声信号をフィルタリングして処理する能力によって制限されています。

MP3圧縮の鍵となる周波数マスキングは、脳が特定の信号を区別することができないことを利用している。

仮に、2種類の音があるとします。200Hzと210Hzなど、非常に似た周波数を持っていますが、異なる音量で再生されます。弱い音は別々に聴くことができますが、強い音は同時に再生しないと区別がつきません。ある周波数を別の似たような周波数でカバーすることを「マスキング」といいます。周波数マスキングは、オーディオスペクトルの上部と下部で効果的に機能します。

リップCD

CDをパソコンにリッピングするとします。CDの音楽は1秒間に44,100回（44.1kHz）サンプリングされています。サンプル長は2バイト（1バイトは16ビット）です。 MP3は様々なレートをサポートしていますが、通常はCD標準の44.1kHzを使用しています。

個々のMP3ファイルは、ヘッダーとデータブロックで構成されるMP3フレームで構成されています。各フレームには1152個のサンプルが含まれています。厳密には、576個のサンプルのうち、2個の「粒子」である。MP3では、この32の周波数帯をさらに18分割して、576の小さな帯域を生成します。各バンドは、元のサンプリング周波数範囲（CDをコンピュータにリッピングし始める時）の1/576を含んでいます。

この段階では、修正離散コサイン変換（MDCT）と高速フーリエ変換（FFT）という2つの複雑な数学的アルゴリズムが存在する。分解された素材に対して、それぞれ異なる処理を行う。

FFTはマスキングされやすい各帯域の音を分析し、周波数マスキングによってトラック中の重要な音を確実に残すことができます。

その後、サンプルは分類され、MDCTに渡され、各バンドが一連のスペクトル値に変換される。スペクトル値は、私たちの聴覚が音声を解釈する方法をより正確に表現しています。このため、多くの圧縮オーディオエンコーダは、スペクトル値を使ってオーディオデータを除去している。スペクトル情報と粒子解析が完了すると、実際の圧縮処理が始まる。

mp3の歴史を簡単に説明します。

初めて買ったMP3プレーヤーを覚えていますか？私は幸運にもオリジナルのiPodを持っていたのですが、ナイフを持った男に奪われてしまいました。とにかく、ミニディスクの方がカッコいい。

いずれにせよ、初代iPodがmp3の需要を一気に高めた時（2001年）には、mp3はすでに8年前のフォーマットになっていたのである。また、インターネットをはじめとする携帯型デジタル音楽機器では、mp3が話題を呼んでいます。

mp3はどこから出ているのですか？

MP3は、MPEG（Motion Picture Experts Group）が独自に策定した音声・映像圧縮規格MPEG-1の一部です。 MP3は、MPEG-1 Audio Layer IIIの略で、1991年に使用が認められ、1993年にようやくリリースされたものです。

MP3の発想はクールだ。

MP3アルゴリズムは、聴覚マスキングと呼ばれる人間の聴覚の知覚的限界を利用している。聴覚マスキングは、ある音の知覚が他の音に影響されることで発生します。また，各楽曲には，聴感上，知覚しにくい音声要素が含まれている。 manfredr. Schroederは，1979年に心理音響マスキングコーデックを初めて提案した。しかし、1988年にISO/IECの分科会としてMPEGが設立されてからは、世界的な標準化に向けて協調して動き出すことになる。

1980年代からデジタル音楽圧縮の研究を始め、1989年に博士論文を完成させたカールハインツ・ブランデンブルグも、MP3の歴史を語る上で重要な人物である。彼が研究したさまざまな圧縮モデルは、当時利用可能だった2つの技術の限界と、初期のエンコーディングプロセスの設計を明らかにした。MPEGの他の創設メンバーとともに、新しいシステムでなければ十分でないことに気づいたのだ。

フラウンホーファー研究機構

1990年、ブランデンブルグは、エアランゲンのニュルンベルク大学の助教授になった。フラウンホーファー協会で圧縮の仕事を続けた（最終的には1993年にフラウンホーファーに入社することになる）。

ブランデンブルグ氏はNPRのインタビューで、"オーディオのグループ分けをムービーグループ（MPEG）に入れた "と説明している。最終的には、ファーストレイヤー、セカンドレイヤー、サードレイヤーと呼ばれる異なるモデルで、全員が妥協することで合意しました。私たちのアイデアのほとんどは、MPEGオーディオの圧縮モデルに関するものでした。これは最も複雑なもので、低ビットレートでの品質が最も優れている、レイヤー3と呼ばれるものです

ブランデンブルグは、圧縮アルゴリズムを改良するためにスーザン・ベガの曲「Tom's Eater」を使い、何度も何度も聴いて、自分のいじった部分がベガの声の録音に悪影響を及ぼさないことを確認したのです。

mp3爆発

MP3は、正式発表後数年間は「コーデックが複雑すぎて普及しない」と言われ、低迷を続けていた。

しかし、1997年、事態は急速に変化した。

まず、「オーストラリアの学生」が、ドイツの会社からプロ用のエンコードソフト「l3enc」を購入し、リバースエンジニアリングして再コンパイルし、「フラウンホーファーのおかげで、フリーソフトです」という宣伝文句をつけて、アメリカの大学のFTPファイルにアップロードしました。フラウンホーファーに感謝する」。この小さな意思表示が、MP3コーデックに対する人々の考えを一気に変えた。CDをパソコンに取り込むと、突然、小さなファイルサイズで高音質のオーディオを聴くことができます。

2つ目は、Nullsoftがリリースしている、評価の高いWinampオーディオプレイヤーです。CDからリッピングしたMP3は、パソコンで簡単に再生することができます。

同時に、インターネットが世界中の何百万世帯にも普及していた。何百万ものハードディスクがmp3で溢れ、このフォーマットはNapster、Gnutella、eDonkeyといった初期のピアツーピアファイル共有サービスで選ばれたオーディオファイル共有フォーマットとなった（GnutellaはNullsoftのもう一つのプロジェクトだった）。mp3の台頭もあり、音楽の海賊版が横行していた。

MP3プレーヤー

ポータブルMP3プレーヤーの登場は、既存のオーディオ業界にとってさらなる追い風となった。1990年代初頭、フラウンホーファー研究機構は、市場性のあるMP3プレーヤーの開発に挑戦し、失敗していた。これは普及には早すぎたのです。ポータブルMP3プレーヤーを動かすには、先に述べたファイル共有、インターネット普及、リッピングソフトの組み合わせが必要だったのだ。

韓国のElger Labs社は、最大32mbのメモリを搭載し、価格250ドルの「mpmanf10」を発売しました。私たちの知る限り、この業界を盛り上げる火種にはなっていない。その栄誉は、同じく32MBを搭載したDiamond Rio Tinto PMP300にある。

ダイヤモンド・リオの成功は、不要な注目を集める。米国レコード協会（RIAA）がDiamond Multimedia Systems（＊＊マーチャント）を提訴し、敗訴した。しかし、RIAAは、これが大衆的な音楽著作権侵害の始まりであり、現在も続いていると正しく主張している。

その後、どうなったかというと

さて、iPodというあまり知られていないデバイスが市場に出回り、MP3が当時の事実上のオーディオフォーマットとして完全に合法化され、RIAAが海賊版に対する（現在進行形の）世界的キャンペーンを開始したのである。

あとは歴史が証明している。

mp3はなぜ死んだのか？

フラウンホーファー研究所はMP3特許を所有しています。2017年4月23日、残りの特許が失効しました。その結果、フラウンホーファーは新たなMP3ライセンスを発行することができなくなりました。これらの「世界の終わり」という見出しが何を意味するのか、そしてそれがあなたにどのような影響を与えるのかを説明しました。

TLドクターが欲しい？ MP3はまだ死んでない、どこにも行かないよ。

フラウンホーファーがMP3を断念した大きな理由の1つは、老朽化だった。もはや、新しい光り輝くコーデックには勝てないのだ。彼らの提案とは？Advanced Audio Coding（AAC）に切り替えます。偶然にも、フラウンホーファーは（現在進行形で）AACの特許も保有しています。そこで、以下にMP3の代替品をいくつかご紹介します。

mp3代替品

既存のエンコーダーやデコーダーがMP3ファイルを生成し続けるのと同様に、あなたのMP3コレクションが突然燃え尽きることはないのです。とはいえ、MP3はもうどこか時代遅れなんですよね。現在では、デジタル音楽を保存するために使用できる無料のオーディオフォーマットがいくつかあります。

• AAC - 前述の通り、Advanced Audio CodingはMP3の後継である。ただ、フォーマット自体が少し古くなった感があるのが難点です。しかし、AACは一般的にMP3よりも優れたオーディオ忠実度を達成し、ビットレートとファイルサイズは同程度です。
• Ogg Vorbis-Vorbis形式。Oggコンテナ形式と組み合わせて使われることが多い。MP3よりも優れていて、若く、オープンソースである。圧縮率が高く、ビットレートも高く、音質も良い場合が多いのですが、Oggはサポートするデバイスが少ないため、MP3のように普及することはなかったのです。
• FLAC - Free Lossless Audio Codecは、最も人気のあるロスレスオーディオコーデックフォーマットです。なぜかというと、FLACは従来のCDの半分のサイズで、音源の正確なコピーを提供してくれるからです。MP3で最も影響を受ける音（ギター、シンバル、リバーブなど）は、大幅に圧縮されても鮮明なままです。 FLACはロスレス（可逆）フォーマットです。

私は死んでいない

何も心配することはありません。MP3へのリッピングを続ければ、デバイスは音楽を再生し続けることができます。長い目で見れば、少なくともコレクションとして新しいオーディオフォーマットを検討する価値はあると思います。圧縮技術が向上し、正確なコピーのファイルサイズが縮小されるでしょう。

また、ストレージの容量も考慮すべき点です。32MBのストレージを持つ最初のポータブルMP3プレーヤーが登場したとき、それはクールでしたが、明らかに不十分でした。iPodclassicは最大160GBのストレージを持っています。これは、ユーザーが240GBのストレージにアップグレードした場合、各MP3トラックの容量が100万曲以上あるので、妥協するかもしれません。要は、ストレージサイズの増大と物理サイズの縮小により、より少ないリソースでより多くのことができるようになったということです。

最後に、インターネットは私たちの音楽の聴き方を変え続けています。私は以前、新しいアルバムのリリースごとに12ドルから20ドルを支払う余裕がなかったため、音楽を海賊版で入手していました。現在、私はSpotifyのファミリープランのアカウントを持っていて、何百万もの楽曲にアクセスできますし、Amazonプライムのアカウントも持っていて、さらに何百万もの楽曲にアクセスできます。私の場合、インターネット接続環境だけが制約となりますが、それでもすべて高画質のオフラインダウンロード形式を選択することができます。

以前ほど重要ではありませんが、MP3は死んでいないのです。

好きなオーディオ形式は何ですか？ロスレスのクリアなリアリティが必要なのか？あるいは、ロッシーフォーマットの極端な圧縮？ストリーミングサービスが普及してから、音楽の使い方に変化はありましたか？コメント欄からご連絡ください。

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