¿Quién inventó los MP3?

MP3 es un formato muy popular para la codificación y compresión de archivos de audio, uno que contribuyó en gran medida a un rápido aumento en la disponibilidad de música digital en línea y ayudó a marcar el comienzo de grandes cambios en la forma en que consumimos música. Su nombre propio es MPEG-1 Audio Layer III . MPEG significa Motion Picture Experts Group ( MPEG ), un grupo establecido en 1988 para establecer estándares específicamente para la codificación de audio y video digital y tecnologías relacionadas. MPEG es una rama de la Organización Internacional de Normalización ( ISO), un grupo con sede en Ginebra que establece estándares voluntarios para una gran variedad de industrias en todo el mundo. MP3 puede comprimir audio digital mono o estéreo hasta alrededor de una décima parte de su tamaño original, digitalmente hablando, para facilitar la transferencia a través de Internet o para almacenar grandes cantidades de canciones en discos duros de computadora, CD, DVD o reproductores de MP3 (como como el iPod) sin comprometer la calidad del audio en gran medida (aunque pierde un poco de calidad, en cuanto al sonido).

Un codificador de MP3 cuantifica los datos de audio en números, que se pueden reducir dividiéndolos todos por otro número y redondeando. Las bandas individuales se pueden escalar de manera diferente para ajustar la precisión. Luego, el codificador usa algo llamado codificación Huffman para convertir estos números en cadenas binarias de información aún más cortas utilizando árboles de búsqueda (en realidad, tablas de los números posibles y sus códigos binarios). Estas tablas tienen los números más cortos y menos precisos en la parte superior para que puedan ubicarse primero. Si un elemento de sonido es fácilmente perceptible, se codificará con más precisión que uno que sea más difícil de escuchar para mantener la calidad del sonido lo más alta posible mientras se reduce el tamaño del archivo de datos.

Junto con lo anterior, MP3 también aprovecha algunos fenómenos psicoacústicos (cómo perciben las personas el sonido) para comprimir archivos de audio a tamaños más pequeños. Por un lado, descarta los datos de cualquier sonido que esté por debajo o por encima de lo que el oído humano realmente puede escuchar. Podemos escuchar frecuencias en aproximadamente el rango de 20 Hz a 20 000 Hz (aunque el adulto promedio no puede escuchar mucho más allá del nivel de 16 KHz debido al daño auditivo causado por la exposición a ruidos fuertes que ocurre naturalmente a lo largo de la vida). La codificación de MP3 también usa el efecto Haas, donde dos sonidos idénticos que llegan casi al mismo tiempo pero desde diferentes direcciones se perciben como un solo sonido desde una dirección, y el enmascaramiento de frecuencia, donde un sonido más fuerte a una frecuencia similar a un sonido más bajo será el único que se escuchará si ambos se reproducen al mismo tiempo, para deshacerse de los datos. Esta tendencia a descartar datos de audio es la razón por la que MP3 se denomina método de compresión con pérdida, aunque también utiliza algunos métodos sin pérdida, como la codificación Huffman. La codificación de MP3 utiliza otros métodos de compresión más tradicionales para obtener sonidos más simples o más audibles que tampoco son víctimas de estos efectos psicoacústicos.

La creación de archivos MP3 ha sido útil, ya que nos permite enviar música a través de Internet con facilidad y llevar cientos o miles de canciones en nuestros teléfonos o reproductores de música digital. MP3 se ha convertido en un estándar generalizado de codificación de música. Siga leyendo para saber de dónde vino.

El formato MP3 recibió su nombre en 1995, pero su desarrollo comenzó años antes. Las raíces de MP3 se encuentran en muchas investigaciones anteriores sobre codificación digital, quizás más notablemente en el trabajo de doctorado de Karlheinz Brandenburg, quien a menudo se cita como el inventor del formato. Él, sin embargo, sería el primero en decirte que no lo hizo solo.

A principios de la década de 1980, Brandenburg estudió ingeniería eléctrica y matemáticas en la Universidad de Erlangen y realizó su doctorado en la Universidad Friedrich-Alexander. Erlangen-Nuremberg. El profesor Dieter Seitzer animó a Brandenburg ya otros estudiantes a trabajar en métodos para transmitir archivos de música a través de líneas de telecomunicaciones de la red digital de servicios integrados ( RDSI ). Brandenburg estudió psicoacústica y pudo idear un algoritmo de compresión de audio altamente eficiente que llamó codificación óptima en el dominio de la frecuencia ( OCF ).

Brandenburg se convirtió en profesor asistente y continuó su investigación. Trabajó con científicos del Instituto Fraunhofer de Circuitos Integrados (miembro de una colección de 56 institutos de investigación alemanes llamados Fraunhofer Society), que tenía una relación de trabajo con la Universidad de Erlangen-Nuremberg. En Fraunhofer, el equipo mejoró OCF con algunas contribuciones de investigadores de la Universidad de Hannover, AT&T Bell Labs y Thomson, y nació el códec de codificación de entropía perceptual espectral adaptativa ( ASPEC ).

A fines de la década de 1980 y principios de la de 1990, MPEG recibió propuestas de varios grupos que esperaban que se adoptaran sus métodos de codificación. MPEG eligió múltiples propuestas que se fusionaron en tres formatos: MPEG-1 Audio Layer I, Layer II y Layer III. MPEG-1 Audio Layer III se basó en gran medida en ASPEC.

Otros ingenieros clave que trabajaron en el proyecto en Fraunhofer fueron Ernst Eberlein, el profesor Heinz Gerhäuser, Bernhard Grill, Jürgen Herre y Harald Popp, junto con personal de apoyo adicional. Juntos, desarrollaron el software y el hardware necesarios para la codificación y decodificación de MP3. En 1993, Brandenburg se unió oficialmente al personal del Instituto Fraunhofer de Circuitos Integrados como jefe de su departamento de Audio/Multimedia.

En 2000, Brandenburg, Popp and Grill aceptaron el premio Deutscher Zukunftspreis (o "Premio Alemán del Futuro") en nombre de todo el equipo por la invención del MP3. Y en 2007, la Consumer Electronics Association (CEA) incorporó a Brandenburg, Seitzer y Gerhäuser al Salón de la fama de CE por sus contribuciones al formato. En el momento de escribir este artículo, los investigadores principales siguen trabajando en Fraunhofer en diversos puestos, incluido Brandenburg, director del Instituto Fraunhofer de Tecnología de Medios Digitales en Ilmenau, Alemania. Brandenburg y otros incluso han recibido una parte de las ganancias de las licencias de MP3, según lo dicta la ley alemana.

Cada innovación se basa en avances previos, por lo que no se debe ignorar el trabajo relacionado que ocurrió antes de que MP3 fuera siquiera un pensamiento. Por ejemplo, el efecto Haas recibió su nombre de Helmut Haas, quien presentó la idea en su tesis doctoral en 1949. Ese mismo año, Claude Shannon y Robert Fanning idearon el predecesor de la codificación Huffman. David Huffman fue alumno de Fano y mejoró su técnica en 1952. Los investigadores de MP3 también se basaron en el trabajo fundamental de muchos otros.

Suzanne Vega incluso desempeñó un pequeño papel, ya que Brandenburg y el equipo trabajaron para comprimir la versión a cappella de su canción "Tom's Diner" sin generar distorsión ni ruido de fondo. Una parte de la canción se usó como audio de prueba para determinar cuándo la calidad había alcanzado un nivel aceptable.

Gran pago de Microsoft, casi

La ley de patentes y las fusiones corporativas, animales complicados por sí solos, jugaron un papel importante en una demanda presentada por Alcatel-Lucent contra Microsoft con respecto a las capacidades de reproducción de MP3 de su Windows Media Player. El instituto de investigación alemán Fraunhofer y Bell Laboratories de AT&T trabajaron juntos en tecnología de compresión de audio hasta cierto punto después de celebrar un acuerdo de desarrollo conjunto que comenzó en 1989. Cada uno terminó con patentes para varias tecnologías relacionadas. Pero Fraunhofer es la compañía que se considera la titular de la patente de la industria para MP3, y un buen número de compañías han licenciado sus derechos, incluyendo Microsoft (en un acuerdo de $16 millones), Apple, Sony, Yahoo, Intel y Texas Instruments, entre otras. cientos de otros. Pero esta investigación conjunta generaría problemas en el futuro. EN& T transformó Bell Labs en una empresa llamada Lucent Technologies. Lucent demandó a Microsoft (con quien también se vio envuelto en otras batallas de patentes), alegando que estaba infringiendo las patentes relacionadas con MP3 de Lucent. Alcatel, un competidor francés, compró Lucent, y Alcatel-Lucent continuó con la demanda. En 2007, un jurado de San Diego ordenó a Microsoft pagar 1520 millones de dólares por infracción de patente a Alcatel-Lucent, una cantidad calculada en base a las ventas de PC con Windows desde mayo de 2003, y uno de los veredictos de patentes más grandes de la historia. Más tarde ese año, sin embargo, un juez anuló el veredicto y dictaminó que los daños se determinaron incorrectamente y que una de las dos patentes en cuestión era copropiedad de Fraunhofer y AT&T (no propiedad absoluta de AT&T), y dado que Fraunhofer no era t incluido en la demanda, y Microsoft tenía una licencia con Fraunhofer, Alcatel-Lucent no tenía derecho a demandar por esa patente. Por supuesto, esto deja la puerta abierta para otra demanda o apelación, por lo que a principios de 2013 es posible que no hayamos escuchado el final del asunto.

MP3 ha tenido algunos efectos de largo alcance que pocos podrían haber predicho. En 1997, el software Winamp para computadora que reproduce MP3 estuvo disponible. Permitiendo a los usuarios organizar fácilmente sus archivos de música y crear listas de reproducción, Winamp fue un presagio de los futuros reproductores. Ese mismo año, Windows Media Player de Microsoft comenzó a admitir la reproducción de MP3. A fines de la década de 1990, también aparecieron reproductores MP3 portátiles costosos, como el Rio 100 de Diamond Multimedia y el MPMAN de Saehan Information System. Podían contener un número limitado de canciones a través de la memoria flash, pero eso dio paso a reproductores de memoria de disco duro con mayor capacidad de almacenamiento, como el iPod original , presentado en 2001, que reproducía formatos MP3, AIFF y WAV. Los iPod más nuevos reproducen codificación de audio avanzada ( AAC) de forma nativa, que se incluye en los estándares MPEG-2 y MPEG-4, y se supone que tiene una mejor calidad de audio, pero aún se admiten otros formatos. Los MP3 son tan omnipresentes que los reproductores de música portátiles a menudo se denominan reproductores de MP3, aunque la mayoría reproduce una variedad de formatos. La mayoría de los reproductores de CD y DVD también pueden reproducir archivos MP3.

El servicio de intercambio de música punto a punto Napster se introdujo en 1999 y provocó que la popularidad del formato MP3 se disparara al poner a disposición más música digital que nunca. También provocó una gran controversia relacionada con la infracción de derechos de autor, las descargas ilegales de música y la piratería. La Recording Industry Association of America, entre otros, buscó recursos legales contra Napster, así como contra descargadores de música individuales. Napster se cerró en 2001, pero en su lugar aparecieron otros servicios similares, aunque quizás ninguno tan descarado.

Esta nueva disponibilidad de música despertó el apetito del público por la música digital, lo que ha provocado grandes cambios en la industria de la música. Los estudios continúan luchando contra la piratería, pero eventualmente adoptaron las ventas de música digital en línea. Los estudios comenzaron a otorgar licencias de gran parte de su música a empresas como Apple, cuya tienda iTunes allanó el camino para un nuevo modelo de consumo de música. Amazon también es un gran vendedor de música digital. Y las ventas de música digital han superado la venta de CD físicos. La música digital incluso ha permitido que algunos artistas se separen de los estudios al brindarles un medio para distribuir fácilmente su propio trabajo, democratizando un poco el sistema. Estos cambios también han allanado el camino para los servicios legítimos de transmisión de música que ganan dinero con los anuncios y las suscripciones.

MP3 también ayudó a cambiar cómo y dónde escuchamos nuestra música. Podemos grabar un mayor número de canciones en CD grabables que las que tradicionalmente se pueden almacenar en CD pregrabados. Y los reproductores modernos nos permiten llevar miles de canciones con nosotros (ya sea compradas digitalmente o extraídas de nuestras propias colecciones de CD). El MP3 y sus sucesores han hecho que las bibliotecas de música sean portátiles.

Existe cierto debate sobre si los MP3 suenan particularmente bien en comparación con otros códecs con menos pérdidas, pero a pesar de los grandes aumentos en la velocidad de Internet y el espacio de almacenamiento, MP3 sigue siendo el formato de música digital más común y muestra pocas señales de desaparecer. Ha habido innovaciones MP3 posteriores, como MP3Pro y MP3 Surround, ambos compatibles con versiones anteriores del MP3 original. La gente incluso está trabajando en cosas como incrustar mensajes secretos u otra información oculta en MP3 (MP3Stego, por ejemplo). El MP3 se ha convertido en la norma para la música digital, y hasta que surja algo completamente diferente, puede seguir siéndolo por un tiempo.

Nota del autor: ¿Quién inventó los MP3?

Cómo surgió MP3 y lo que implica la codificación de los archivos fue una investigación bastante fascinante. Siempre he sido un gran consumidor de música, primero en vinilo, luego en cinta, luego en CD, y creo que es fortuito para los amantes de la música que el MP3 y otros formatos de música digital aparecieran y estimularan la distribución generalizada de música en línea (calidad de sonido debates aparte). Todavía me gusta tener copias físicas, pero en los días en que comprar en la tienda era nuestra única opción, siempre había una buena posibilidad de decepción. Gasté bastantes CD a menudo para descubrir que solo me gustaban una o dos de las canciones. Muchos de esos discos están acumulando polvo en mis estanterías.

En algún momento me impuse la regla de que solo compraría un álbum si sabía que me gustaban al menos tres de las canciones (a menos que fuera de uno de mis artistas favoritos), y eso frenó seriamente mis compras de música. No es como si los álbumes completos se reprodujeran de forma rutinaria en la radio o en los videos musicales. Pero luego surgieron cosas como Napster que nos permitieron probar una variedad más amplia de música de la que habíamos podido encontrar por casualidad en el aire antes. Y luego siguió la radio por Internet. No puedo decirles cuántos artistas nuevos descubrí a través de mis estaciones de Pandora y cuántas de sus canciones descargué de iTunes.

Probablemente falte algo de encanto porque ya no nos sorprenden las canciones del lado b (dentro de mucho tiempo, nadie sabrá lo que eso significa). Pero es agradable poder repartir el dinero en canciones que sé que escucharé más de una vez. Y ahora también puedo digitalizar esas canciones solitarias de los pobres CDs en su mayoría rechazados y escucharlos en cualquier lugar sin tener que llevar un montón de discos conmigo, gracias a MP3 y sus primos.

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