擁有高齡“舊”音樂格式MP3的德國基金會最近宣佈他們會讓他們的專利失效。在20世紀90年代和21世紀初，MP3使音頻文件共享變得非常開放。數據壓縮、文件大小和保留的音頻質量的結合確保了音頻格式在盜版爭論的任何一方都聲名狼藉。

頭條寫著“MP3已經死了”，但任何一個真正的音響發燒友都知道真正的死亡是極不可能的。儘管如此，現在是時候看看一個世界著名的音頻格式的歷史，以及可能在不久的將來。

mp3到底是怎麼工作的？

根據年齡和你的耳朵遭受的虐待，你的聽覺頻率範圍在20赫茲到20000赫茲之間。此外，我們的耳朵對2千赫到5千赫之間的聲音頻率最敏感。我們的聽力也受到我們過濾和處理音頻信號的能力的限制。

頻率掩蔽——MP3壓縮的關鍵——依賴於大腦無法區分特定信號。

假設我們有兩種聲音。他們有非常相似的頻率（例如200赫茲和210赫茲），但他們在不同的音量播放。較弱的聲音可以單獨聽到，但較強的聲音只有在同時播放時才能分辨出來。將一個頻率覆蓋到另一個相近頻率的過程稱為“掩蔽”。頻率掩蔽在音頻頻譜的頂部和底部有效工作。

翻錄cd

假設我們正在把一張CD撕到你的電腦上。CD上的音樂每秒採樣44100次（44.1 kHz）。樣本長度為2字節（1字節為16位）。MP3支持多種速率，但通常使用CD標準44.1 kHz。

一個單獨的MP3文件由MP3幀組成，具有一個頭和數據塊。每幀包含1152個樣本。從技術上講，它是576個樣本中的兩個“顆粒”。這些樣本經過一個濾波器，濾波器將聲音進一步劃分為一組特定的32個頻率範圍。MP3算法將這32個頻段進一步除以18倍，產生576個更小的頻段。每個波段包含原始採樣頻率範圍的1/576（當我們開始將CD翻錄到您的計算機時）。

在這一階段，有兩種複雜的數學算法：改進的離散餘弦變換（MDCT）和快速傅立葉變換（FFT）。每一個都對分解的源材料執行不同的過程。

FFT分析每個頻帶中容易被掩蔽的聲音，確保頻率掩蔽保留了音軌中的重要聲音。

然後對樣本進行分類，並將其傳遞給MDCT。MDCT將每個波段轉換成一組光譜值。光譜值更準確地代表了我們的聽覺解釋音頻的方式。因此，許多壓縮音頻編碼器使用頻譜值來刪除音頻數據。一旦光譜信息和顆粒分析完成，實際的壓縮過程就開始了。

mp3簡史

你還記得你的第一個MP3播放器嗎？我很幸運有一個原創的iPod——直到一個拿著刀的人把它從我手裡解放出來。不管怎樣，迷你碟片要酷得多。

不管怎樣，當最初的iPod迅速提升對mp3的需求時（2001年），這種格式已經有8年的歷史了。此外，MP3已經在互聯網和其他便攜式數字音樂設備上掀起了浪潮。

mp3是從哪裡來的？

MP3是一個運動圖像專家組（MPEG）的設計，作為其原始MPEG-1音頻和視頻壓縮標準的一部分。MP3是MPEG-1 Audio Layer III的縮寫，1991年批准使用，1993年最終發佈。

MP3背後的想法很酷。

MP3算法利用了人類聽覺的感知侷限性，稱為聽覺掩蔽。聽覺掩蔽發生在對一種聲音的感知受到另一種聲音的影響時。此外，每首歌都包含著對整體聽覺體驗而言不易察覺的音頻元素。1979年，manfredr.Schroeder首次提出了一種心理聲學掩蔽編解碼器。然而，直到1988年MPEG（作為ISO/IEC的一個小組委員會）的成立，一個全球標準的一致行動才開始。

MP3歷史上還有一個重要的名字：Karlheinz Brandenburg。勃蘭登堡在20世紀80年代開始研究數字音樂壓縮，1989年完成博士論文。他所研究的各種壓縮模式發現了當時兩種可用技術的侷限性，以及早期編碼過程的設計。他和MPEG的其他創始成員一起意識到，只有一個新的系統才足夠。

弗勞恩霍夫研究所

1990年，勃蘭登堡成為埃爾蘭根紐倫堡大學的助理教授。他繼續在弗勞恩霍夫協會（Fraunhofer Society）從事壓縮工作（他最終將於1993年加入弗勞恩霍夫）。

布蘭登堡在一次NPR採訪中解釋說：“我們把音頻分組放在了電影組（MPEG）中。”最後我們大家都達成了一個折衷方案，有不同的模式，所謂的第一層，第二層，第三層。我們大部分的想法都是關於MPEG音頻的壓縮模式。這是最複雜的一個，也是在低比特率下質量最好的一個，叫做第三層

勃蘭登堡用蘇珊維加的歌曲《湯姆的食客》來完善壓縮算法，一遍又一遍地聽，以確保他的修修補補不會對維加聲音的錄製產生不利影響。

mp3爆炸

MP3在正式發佈後的幾年裡一直處於低迷狀態，編解碼器被認為“過於複雜”，無法廣泛使用。

然而，在1997年，情況發生了變化——很快。

首先，一名“澳大利亞學生”從一家德國公司購買了專業編碼軟件l3enc。他對軟件進行了逆向工程，重新編譯，並將其上傳到美國一所大學的FTP文件中，其中有一個自述文件，上面寫著“這是免費軟件，多虧了Fraunhofer。”這一小動作立即改變了人們對MP3編解碼的方式。突然間，把一張CD放進你的電腦裡，就會呈現出小文件大小的高質量音頻。

其次，Nullsoft發佈了一款備受尊敬的Winamp音頻播放器。從CD上撕下的MP3可以很容易地在電腦上播放。

與此同時，互聯網已經擴散到世界各地數百萬個家庭。數以百萬計的硬盤上充斥著mp3，這種格式成為早期點對點文件共享服務的首選音頻文件共享格式，如Napster、Gnutella和eDonkey（Gnutella是另一個Nullsoft項目）。音樂盜版活動猖獗，很大程度上得益於MP3的興起。

mp3播放器

便攜式MP3播放器的出現，對已建立的音頻行業來說是一個進一步的利好。上世紀90年代初，弗勞恩霍夫研究所（Fraunhofer Institute）曾試圖開發出一款可銷售的MP3播放器，但失敗了。這對於廣泛採用來說還為時過早。它需要前面提到的文件共享、互聯網普及和翻錄軟件的結合，為便攜式MP3播放器提供動力。

韓國Elger實驗室公司推出了售價250美元的mpmanf10，配備了高達32mb的內存。據我們所知，這並不是這個行業令人興奮的火花。這一榮譽在於鑽石力拓PMP300，也具有32兆。

鑽石力拓的成功吸引了不必要的關注。美國唱片工業協會（RIAA）起訴鑽石多媒體系統（**商）並敗訴。然而，RIAA正確地認為，這是流行音樂盜版的開始，並一直持續到今天。

你問接下來發生了什麼？

嗯，一種鮮為人知的設備iPod上市，完全合法化了MP3作為當時事實上的音頻格式，RIAA開始了它（正在進行的）全球範圍內的反盜版運動。

剩下的，正如我們所說，就是歷史了。

為什麼mp3會死呢？

弗勞恩霍夫研究所擁有MP3專利。2017年4月23日，他們剩餘的專利到期。因此，弗勞恩霍夫不能再頒發新的MP3許可證。我們已經解釋了這些“世界末日”頭條到底是怎麼回事，以及它將如何影響你。

想要TL醫生嗎？MP3還沒死，它哪兒也去不了。

弗勞恩霍夫放棄MP3的主要原因之一是年齡。它再也無法與更新的、光鮮亮麗的編解碼器競爭了。他們的建議？改用高級音頻編碼（AAC）。巧合的是，弗勞恩霍夫還持有（正在進行的）AAC專利，所以我們有幾個MP3替代品，你可以選擇，如下。

mp3替代品

您的MP3收藏不會突然燃燒，就像現有的編碼器和解碼器將繼續產生MP3文件。也就是說，MP3現在有點過時了。現在有幾種免費的音頻格式可以用來儲存數字音樂。

• AAC——如上所述，高級音頻編碼是MP3的繼承者。唯一的問題是格式本身現在看起來有點過時。儘管如此，AAC通常比MP3實現更好的音頻保真度，具有相似的比特率和文件大小。AAC也是一種有損格式。
• Ogg Vorbis—Vorbis格式，通常與Ogg容器格式一起使用。它比MP3更好，更年輕，開源。儘管Ogg具有更好的壓縮、更高的比特率和通常更好的音頻質量，但由於缺乏支持的設備，Ogg從未像MP3那樣起飛。Ogg也是一種有損格式。
• FLAC——免費無損音頻編解碼器是最流行的無損音頻編解碼器格式。為什麼？FLAC提供了源材料的精確音頻拷貝，只有傳統CD的一半大小。受MP3影響最大的聲音（如吉他、鈸、混響等）儘管被顯著壓縮，但仍然保持清脆。FLAC是一種無損格式。

我沒死

你沒什麼好擔心的。您可以繼續翻錄到MP3，您的設備將繼續播放您的音樂。從長遠來看，至少值得為您的收藏研究一種更新的音頻格式。壓縮技術將會進步，精確拷貝的文件大小將會減小。

另外，存儲容量也值得考慮。當第一款帶有32MB存儲空間的便攜式MP3播放器問世時，它很酷，但顯然還不夠。ipodclassic最大的存儲空間是160gb。如果用戶將存儲空間升級到240GB，那麼這一點可能會受到影響，因為每個MP3曲目的容量都超過1000000首。關鍵是，隨著存儲大小的增加和物理大小的減少，我們可以用更少的資源做更多的事情。

最後，互聯網繼續改變我們聽音樂的方式。我以前經常盜版音樂，因為我付不起每發行一張新專輯12-20美元。現在我有了一個Spotify家庭計劃賬戶，可以訪問數百萬首曲目，還有一個Amazon Prime賬戶，還有數百萬首曲目。唯一限制我的是我的互聯網連接，即使這樣，他們都可以選擇高質量的離線下載格式。

它不像以前那麼重要了，但MP3還沒死。

你最喜歡的音頻格式是什麼？你需要無損的清晰現實嗎？或者是有損格式的極端壓縮？自從流媒體服務普及以來，您的音樂使用情況發生了變化嗎？在評論裡給我留言，我會給你回電的。

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