Qui a inventé les MP3 ?

Le MP3 est un format très populaire pour l'encodage et la compression de fichiers audio, qui a fortement contribué à une augmentation rapide de la disponibilité de la musique numérique en ligne et a contribué à inaugurer de grands changements dans la façon dont nous consommons la musique. Son nom propre est MPEG-1 Audio Layer III . MPEG signifie Motion Picture Experts Group ( MPEG ), un groupe créé en 1988 pour établir des normes spécifiquement pour le codage audio et vidéo numérique et les technologies connexes. MPEG est une branche de l' Organisation internationale de normalisation ( ISO), un groupe basé à Genève qui établit des normes volontaires pour une grande variété d'industries dans le monde. MP3 peut compresser l'audio numérique mono ou stéréo jusqu'à environ un dixième de sa taille d'origine, numériquement parlant, pour un transfert facile sur Internet, ou pour le stockage d'un grand nombre de chansons sur des disques durs d'ordinateur, des CD, des DVD ou des lecteurs MP3 (tels que comme l'iPod) sans compromettre la qualité audio dans une large mesure (bien qu'il perde un peu de qualité, en termes de son).

Un encodeur MP3 quantifie les données audio en nombres, qui peuvent être réduits en les divisant tous par un autre nombre et en arrondissant. Les bandes individuelles peuvent être mises à l'échelle différemment pour ajuster la précision. L'encodeur utilise ensuite quelque chose appelé codage de Huffman pour convertir ces nombres en chaînes d'informations binaires encore plus courtes à l'aide d'arbres de recherche (en réalité, des tableaux des nombres possibles et de leurs codes binaires). Ces tableaux ont les numéros les plus courts et les moins précis en haut afin qu'ils puissent être localisés en premier. Si un élément sonore est facilement perceptible, il sera encodé avec plus de précision qu'un élément plus difficile à entendre afin de maintenir la qualité sonore la plus élevée possible tout en réduisant la taille du fichier de données.

Parallèlement à ce qui précède, le MP3 tire également parti de certains phénomènes psychoacoustiques (comment les gens perçoivent le son) pour compresser les fichiers audio à des tailles plus petites. D'une part, il supprime les données de tous les sons inférieurs ou supérieurs à ce que l'oreille humaine peut réellement entendre. Nous pouvons entendre des fréquences dans la gamme d'environ 20 Hz à 20 000 Hz (bien que l'adulte moyen ne puisse pas entendre beaucoup au-dessus du niveau de 16 KHz en raison des dommages auditifs causés par l'exposition au bruit fort qui se produit naturellement tout au long de la vie). L'encodage MP3 utilise également l' effet Haas, où deux sons identiques arrivant presque au même moment mais dans des directions différentes sont perçus comme un seul son provenant d'une direction, et le masquage de fréquence, où un son plus fort à une fréquence similaire à un son plus faible sera le seul entendu si les deux jouent en même temps, pour se débarrasser des données. Ce penchant pour la suppression des données audio est la raison pour laquelle le MP3 est appelé une méthode de compression avec perte, bien qu'il utilise également certaines méthodes sans perte, comme le codage Huffman. L'encodage MP3 utilise d'autres méthodes de compression plus traditionnelles pour des sons plus simples ou plus audibles qui ne sont pas non plus la proie de ces effets psychoacoustiques.

La création de fichiers MP3 est devenue pratique, nous permettant d'envoyer facilement de la musique sur Internet et de transporter des centaines ou des milliers de chansons sur nos téléphones ou lecteurs de musique numériques. Le MP3 est devenu une norme d'encodage musicale omniprésente. Lisez la suite pour savoir d'où il vient.

Le format MP3 a reçu son nom en 1995, mais son développement a commencé des années auparavant. Les racines du MP3 se trouvent dans de nombreuses recherches antérieures sur l'encodage numérique, peut-être plus particulièrement dans le travail de doctorat de Karlheinz Brandenburg, qui est souvent cité comme l'inventeur du format. Il serait cependant le premier à vous dire qu'il ne l'a pas fait tout seul.

Au début des années 1980, Brandenburg a étudié l'électrotechnique et les mathématiques à l'Université d'Erlangen et a poursuivi son doctorat à l'Université Friedrich-Alexander. Erlangen-Nuremberg. Le professeur Dieter Seitzer a encouragé Brandenburg et d'autres étudiants à travailler sur des méthodes de transmission de fichiers musicaux sur les lignes de télécommunication du réseau numérique à intégration de services ( RNIS ). Brandenburg a étudié la psychoacoustique et a été en mesure de proposer un algorithme de compression audio très efficace qu'il a appelé codage optimal dans le domaine fréquentiel ( OCF ).

Brandebourg est devenu professeur adjoint et a poursuivi ses recherches. Il a travaillé avec des scientifiques de l'Institut Fraunhofer pour les circuits intégrés (membre d'un ensemble de 56 instituts de recherche allemands appelés Fraunhofer Society), qui avait une relation de travail avec l'Université d'Erlangen-Nuremberg. Chez Fraunhofer, l'OCF a été amélioré par l'équipe avec des contributions de chercheurs de l'Université de Hanovre, d'AT&T Bell Labs et de Thomson, et le codec ASPEC ( Adaptive Spectral Perceptual Entropy coding ) est né.

À la fin des années 1980 et au début des années 1990, MPEG a pris des propositions de divers groupes qui espéraient que leurs méthodes de codage soient adoptées. MPEG a choisi plusieurs propositions qui ont été fusionnées en trois formats : MPEG-1 Audio Layer I, Layer II et Layer III. MPEG-1 Audio Layer III était largement basé sur ASPEC.

Les autres ingénieurs clés qui ont travaillé sur le projet chez Fraunhofer étaient Ernst Eberlein, le professeur Heinz Gerhäuser, Bernhard Grill, Jürgen Herre et Harald Popp, ainsi que du personnel de soutien supplémentaire. Ensemble, ils ont développé le logiciel et le matériel nécessaires à l'encodage et au décodage MP3. En 1993, Brandenburg a officiellement rejoint le personnel de l'Institut Fraunhofer pour les circuits intégrés en tant que chef de leur département Audio/Multimédia.

En 2000, Brandenburg, Popp and Grill a accepté le prix Deutscher Zukunftspreis (ou "Prix allemand de l'avenir") au nom de toute l'équipe pour l'invention du MP3. Et en 2007, la Consumer Electronics Association (CEA) a intronisé Brandenburg, Seitzer et Gerhäuser au CE Hall of Fame pour leurs contributions au format. Au moment d'écrire ces lignes, les principaux chercheurs travaillent toujours à Fraunhofer à divers titres, y compris Brandenburg, qui est directeur de l'Institut Fraunhofer pour la technologie des médias numériques à Ilmenau, en Allemagne. Brandebourg et d'autres ont même reçu une part des bénéfices des licences MP3, comme le dicte la loi allemande.

Chaque innovation repose sur des percées antérieures, de sorte que les travaux connexes qui ont eu lieu avant que le MP3 ne soit même une pensée ne doivent pas être ignorés. Par exemple, l'effet Haas a été nommé d'après Helmut Haas, qui a présenté l'idée dans sa thèse de doctorat en 1949. Cette même année, Claude Shannon et Robert Fanning ont proposé le prédécesseur du codage Huffman. David Huffman était un étudiant de Fano, et il a amélioré leur technique en 1952. Les chercheurs MP3 se sont également appuyés sur le travail fondamental de beaucoup d'autres.

Suzanne Vega a même joué un petit rôle, alors que Brandenburg et l'équipe ont travaillé pour compresser la version a cappella de sa chanson "Tom's Diner" sans générer de distorsion ni de bruit de fond. Une partie de la chanson a été utilisée comme test audio pour déterminer quand la qualité avait atteint un niveau acceptable.

Le gros paiement de Microsoft, presque

Le droit des brevets et les fusions d'entreprises, des animaux compliqués à eux seuls, ont tous deux joué un rôle dans un procès intenté par Alcatel-Lucent contre Microsoft concernant les capacités de lecture MP3 de son Windows Media Player. L'institut de recherche allemand Fraunhofer et les laboratoires Bell d'AT&T ont travaillé ensemble sur la technologie de compression audio dans une certaine mesure après avoir conclu un accord de développement conjoint qui a débuté en 1989. Chacun s'est retrouvé avec des brevets pour diverses technologies connexes. Mais Fraunhofer est la société qui est considérée comme le détenteur du brevet de l'industrie pour le MP3, et un certain nombre de sociétés en ont concédé les droits, notamment Microsoft (dans le cadre d'un accord de 16 millions de dollars), Apple, Sony, Yahoo, Intel et Texas Instruments, parmi lesquels des centaines d'autres. Mais cette recherche conjointe engendrerait des problèmes sur toute la ligne. À& T a transformé Bell Labs en une société appelée Lucent Technologies. Lucent a poursuivi Microsoft (avec qui il était également impliqué dans d'autres batailles de brevets), affirmant qu'il enfreignait les brevets MP3 de Lucent. Alcatel, un concurrent français, a racheté Lucent, et l'action a été poursuivie par Alcatel-Lucent. En 2007, un jury de San Diego a ordonné à Microsoft de payer 1,52 milliard de dollars pour contrefaçon de brevet à Alcatel-Lucent, un montant calculé sur la base des ventes de PC Windows depuis mai 2003, et l'un des plus grands verdicts de brevet de l'histoire. Plus tard cette année-là, cependant, un juge a annulé le verdict, statuant que les dommages-intérêts avaient été déterminés de manière incorrecte et que l'un des deux brevets en cause était détenu en copropriété par Fraunhofer et AT&T (n'appartenant pas directement à AT&T), et puisque Fraunhofer était ' t inclus dans la poursuite, et Microsoft avait une licence avec Fraunhofer, Alcatel-Lucent n'avait pas le droit de poursuivre ce brevet. Bien sûr, cela laisse la porte ouverte à un autre procès ou à un appel, donc au début de 2013, nous n'avons peut-être pas entendu la fin de l'affaire.

Le MP3 a eu des effets considérables que peu de gens auraient pu prédire. En 1997, le logiciel informatique de lecture MP3 Winamp est devenu disponible. Permettant aux utilisateurs d'organiser facilement leurs fichiers musicaux et de créer des listes de lecture, Winamp était un signe avant-coureur des lecteurs à venir. Cette même année, Windows Media Player de Microsoft a commencé à prendre en charge la lecture MP3. Des lecteurs MP3 portables coûteux, comme le Rio 100 de Diamond Multimedia et le MPMAN de Saehan Information System, sont également apparus à la fin des années 1990. Ils pouvaient contenir un nombre limité de chansons via la mémoire flash, mais ceux-ci ont fait place à des lecteurs de mémoire sur disque dur avec une capacité de stockage plus élevée, comme l' iPod original , introduit en 2001, qui lisait les formats MP3, AIFF et WAV. Les nouveaux iPods jouent un codage audio avancé ( AAC) nativement, qui est inclus à la fois dans les normes MPEG-2 et MPEG-4, et est censé avoir une meilleure qualité audio, mais d'autres formats sont toujours pris en charge. Les MP3 sont si omniprésents que les lecteurs de musique portables sont souvent appelés lecteurs MP3, même si la plupart lisent une variété de formats. La plupart des lecteurs de CD et de DVD peuvent également lire les MP3.

Le service de partage de musique peer-to-peer Napster a été introduit en 1999, et il a fait exploser la popularité du format MP3 en rendant plus de musique numérique disponible que jamais auparavant. Cela a également suscité de nombreuses controverses liées à la violation du droit d'auteur, aux téléchargements illégaux de musique et au piratage. La Recording Industry Association of America, entre autres, a intenté un recours légal contre Napster ainsi que contre des téléchargeurs de musique individuels. Napster a été fermé en 2001, mais d'autres services similaires sont apparus à sa place, mais peut-être aucun aussi effronté.

Cette nouvelle disponibilité de la musique a aiguisé l'appétit du public pour la musique numérique, ce qui a provoqué de grands changements dans l'industrie de la musique. Les studios continuent de lutter contre le piratage, mais ont finalement adopté les ventes de musique numérique en ligne. Les studios ont commencé à concéder une grande partie de leur musique sous licence à des sociétés telles qu'Apple, dont l' iTunes Store a ouvert la voie à un nouveau modèle de consommation de musique. Amazon est également un énorme vendeur de musique numérique. Et les ventes de musique numérique ont dépassé la vente de CD physiques. La musique numérique a même permis à certains artistes de s'affranchir des studios en leur donnant un moyen de diffuser facilement leur propre travail, démocratisant un peu le système. Ces changements ont également ouvert la voie à des services légitimes de streaming musical qui gagnent de l'argent grâce aux publicités et aux abonnements.

Le MP3 a également contribué à changer comment et où nous écoutons notre musique. Nous pouvons enregistrer un plus grand nombre de chansons sur des CD inscriptibles que ce qui pourrait être traditionnellement conservé sur des CD préenregistrés. Et les lecteurs modernes nous permettent de transporter des milliers de chansons avec nous (soit achetées numériquement, soit extraites de nos propres collections de CD). Le MP3 et ses successeurs ont rendu portables des bibliothèques musicales entières.

Il y a un débat quant à savoir si les MP3 sonnent particulièrement bien par rapport à d'autres codecs avec moins de pertes, mais malgré de grandes augmentations de la vitesse d'Internet et de l'espace de stockage, le MP3 est toujours le format de musique numérique le plus courant, et il montre peu de signes de disparition. Il y a eu des innovations MP3 ultérieures, telles que MP3Pro et MP3 Surround, toutes deux rétrocompatibles avec le MP3 original. Les gens travaillent même sur des choses comme l'intégration de messages secrets ou d'autres informations cachées dans les MP3 (MP3Stego, par exemple). Le MP3 est devenu la norme pour la musique numérique, et jusqu'à ce que quelque chose de révolutionnaire se produise, il pourrait le rester pendant un certain temps.

Note de l'auteur : Qui a inventé les MP3 ?

L'origine du MP3 et ce qu'implique l'encodage des fichiers ont fait l'objet de recherches assez fascinantes. J'ai toujours été un assez gros consommateur de musique, d'abord sur vinyle, puis sur cassette, puis sur CD, et je pense que c'est fortuit pour les mélomanes que le MP3 et d'autres formats de musique numérique sont apparus et ont stimulé la diffusion généralisée de la musique en ligne (qualité sonore débats mis à part). J'aime toujours posséder des copies physiques, mais à l'époque où l'achat en magasin était notre seul choix, il y avait toujours une bonne possibilité de déception. J'ai souvent déboursé pas mal de CD pour découvrir que je n'aimais vraiment qu'une ou deux des chansons. Beaucoup de ces disques prennent la poussière sur mes étagères.

À un moment donné, je me suis fixé comme règle de n'acheter un album que si je savais que j'aimais au moins trois des chansons (à moins que ce ne soit de l'un de mes artistes préférés), et cela a sérieusement freiné mes achats de musique. Ce n'est pas comme si des albums entiers étaient régulièrement diffusés à la radio ou dans des vidéoclips. Mais ensuite, des choses comme Napster sont arrivées qui nous ont permis d'échantillonner une plus grande variété de musique que nous n'avions pu rencontrer par hasard sur les ondes auparavant. Et puis la radio Internet a suivi. Je ne peux pas vous dire combien de nouveaux artistes j'ai découverts via mes stations Pandora, et combien de leurs chansons j'ai téléchargées depuis iTunes.

Il manque probablement un peu de charme car on ne se laisse plus surprendre par les chansons de la face B (d'ici peu, personne ne saura même ce que cela veut dire). Mais c'est bien de pouvoir répartir l'argent sur des morceaux que je sais que j'écouterai plus d'une fois. Et maintenant, je peux également numériser ces chansons solitaires à partir de CD pauvres pour la plupart rejetés et les écouter à peu près n'importe où sans avoir à transporter un tas de disques avec moi, grâce au MP3 et à ses cousins.

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