Ai đã phát minh ra MP3?

MP3 là một định dạng rất phổ biến để mã hóa và nén các tệp âm thanh, một định dạng góp phần quan trọng vào sự gia tăng nhanh chóng tính khả dụng của nhạc kỹ thuật số trực tuyến và giúp mở ra những thay đổi lớn trong cách chúng ta sử dụng âm nhạc. Tên riêng của nó là MPEG-1 Audio Layer III . MPEG là viết tắt của Motion Picture Experts Group ( MPEG ), một nhóm được thành lập vào năm 1988 để thiết lập các tiêu chuẩn dành riêng cho mã hóa âm thanh và video kỹ thuật số và các công nghệ liên quan. MPEG là một nhánh của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế ( ISO), một nhóm có trụ sở tại Geneva đặt ra các tiêu chuẩn tự nguyện cho nhiều ngành công nghiệp trên toàn thế giới. MP3 có thể nén âm thanh kỹ thuật số đơn âm hoặc âm thanh nổi xuống khoảng 1/10 kích thước ban đầu của nó, nói kỹ thuật số, để dễ dàng truyền qua Internet hoặc để lưu trữ số lượng lớn bài hát vào ổ cứng máy tính, CD, DVD hoặc máy nghe nhạc MP3 (chẳng hạn như iPod) mà không làm giảm chất lượng âm thanh ở bất kỳ mức độ nào (mặc dù nó có làm giảm chất lượng một chút, âm thanh khôn ngoan).

Một bộ mã hóa MP3 định lượng dữ liệu âm thanh thành các số, có thể được thu nhỏ bằng cách chia tất cả chúng cho một số khác và làm tròn. Các dải riêng lẻ có thể được điều chỉnh tỷ lệ khác nhau để điều chỉnh độ chính xác. Sau đó, bộ mã hóa sử dụng một thứ gọi là mã hóa Huffman để chuyển đổi những con số này thành các chuỗi thông tin nhị phân ngắn hơn nữa bằng cách sử dụng cây tìm kiếm (trong thực tế là bảng các số có thể và mã nhị phân của chúng). Các bảng này có các số ngắn hơn, ít chính xác hơn ở trên cùng để chúng có thể được đặt trước. Nếu một phần tử âm thanh có thể dễ dàng cảm nhận được, thì phần tử đó sẽ được mã hóa với độ chính xác cao hơn phần tử khó nghe hơn để giữ chất lượng âm thanh cao nhất có thể trong khi giảm kích thước tệp dữ liệu.

Cùng với những điều trên, MP3 cũng tận dụng một số hiện tượng tâm lý (cách mọi người cảm nhận âm thanh) để nén các tệp âm thanh xuống kích thước nhỏ hơn. Đối với một, nó loại bỏ dữ liệu cho bất kỳ âm thanh nào thấp hơn hoặc cao hơn những gì mà tai người thực sự có thể nghe thấy. Chúng ta có thể nghe thấy các tần số trong khoảng 20 Hz đến 20.000 Hz (mặc dù người lớn trung bình không thể nghe nhiều hơn mức 16 KHz do tổn thương thính giác do tiếp xúc với tiếng ồn lớn xảy ra tự nhiên trong suốt cuộc đời). Mã hóa MP3 cũng sử dụng hiệu ứng Haas, trong đó hai âm thanh giống hệt nhau đến gần như cùng một lúc nhưng từ các hướng khác nhau được coi là một âm thanh duy nhất từ ​​một hướng và che tần số, trong đó âm thanh to hơn ở tần số tương tự với âm thanh yên tĩnh hơn sẽ là âm thanh duy nhất được nghe thấy nếu cả hai đang phát cùng lúc, để loại bỏ dữ liệu. Xu hướng loại bỏ dữ liệu âm thanh này là lý do tại sao MP3 được gọi là phương pháp nén mất dữ liệu , mặc dù nó cũng sử dụng một số phương pháp không mất dữ liệu, như mã hóa Huffman. Mã hóa MP3 sử dụng các phương pháp nén truyền thống khác để tạo ra những âm thanh đơn giản hơn hoặc dễ nghe hơn mà không bị ảnh hưởng bởi những hiệu ứng âm thanh này.

Việc tạo các tệp MP3 rất hữu ích, cho phép chúng tôi gửi nhạc qua Internet một cách dễ dàng và mang theo hàng trăm hoặc hàng nghìn bài hát trên điện thoại hoặc máy nghe nhạc kỹ thuật số của chúng tôi. MP3 đã trở thành một tiêu chuẩn mã hóa âm nhạc phổ biến. Đọc tiếp để tìm hiểu xem nó xuất hiện từ khi nào.

Định dạng MP3 được đặt tên vào năm 1995, nhưng sự phát triển của nó đã bắt đầu từ nhiều năm trước đó. Nguồn gốc của MP3 là trong rất nhiều nghiên cứu về mã hóa kỹ thuật số trước đó, có lẽ đáng chú ý nhất là công trình tiến sĩ của Karlheinz Brandenburg, người thường được coi là người phát minh ra định dạng này. Tuy nhiên, anh ấy sẽ là người đầu tiên nói với bạn rằng anh ấy không làm điều đó một mình.

Vào đầu những năm 1980, Brandenburg học kỹ thuật điện và toán học tại Đại học Erlangen, và theo đuổi bằng tiến sĩ tại Đại học Friedrich-Alexander. Erlangen-Nuremberg. Giáo sư Dieter Seitzer khuyến khích Brandenburg và các sinh viên khác nghiên cứu các phương pháp truyền tải các tệp nhạc qua các đường dây viễn thông mạng kỹ thuật số dịch vụ tích hợp ( ISDN ). Brandenburg đã nghiên cứu tâm lý học và có thể đưa ra một thuật toán nén âm thanh hiệu quả cao mà ông gọi là mã hóa tối ưu trong miền tần số ( OCF ).

Brandenburg trở thành trợ lý giáo sư và tiếp tục nghiên cứu của mình. Ông đã làm việc với các nhà khoa học tại Viện Fraunhofer về Mạch tích hợp (một thành viên của tập hợp 56 viện nghiên cứu của Đức được gọi là Fraunhofer Society), có mối quan hệ làm việc với Đại học Erlangen-Nuremberg. Tại Fraunhofer, OCF đã được nhóm cải tiến với một số đóng góp của các nhà nghiên cứu tại Đại học Hannover, AT&T Bell Labs và Thomson, và codec mã hóa entropy cảm nhận quang phổ thích ứng ( ASPEC ) đã ra đời.

Vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990, MPEG đã nhận đề xuất từ ​​các nhóm khác nhau với hy vọng rằng các phương pháp mã hóa của họ sẽ được thông qua. MPEG đã chọn nhiều đề xuất được hợp nhất thành ba định dạng: MPEG-1 Audio Layer I, Layer II và Layer III. MPEG-1 Audio Layer III phần lớn dựa trên ASPEC.

Các kỹ sư chủ chốt khác từng làm việc trong dự án tại Fraunhofer là Ernst Eberlein, Giáo sư Heinz Gerhäuser, Bernhard Grill, Jürgen Herre và Harald Popp, cùng với các nhân viên hỗ trợ khác. Họ cùng nhau phát triển phần mềm và phần cứng cần thiết để mã hóa và giải mã MP3. Năm 1993, Brandenburg chính thức gia nhập đội ngũ nhân viên của Viện Fraunhofer về Mạch tích hợp với tư cách là người đứng đầu bộ phận Âm thanh / Đa phương tiện của họ.

Năm 2000, Brandenburg, Popp và Grill đã nhận giải thưởng Deutscher Zukunftspreis (hay "Giải tương lai của Đức") thay mặt cho toàn bộ nhóm phát minh ra MP3. Và vào năm 2007, Hiệp hội Điện tử Tiêu dùng (CEA) đã giới thiệu Brandenburg, Seitzer và Gerhäuser vào Đại sảnh danh vọng CE vì những đóng góp của họ cho định dạng này. Kể từ khi viết bài này, tất cả các nhà nghiên cứu chính vẫn đang làm việc tại Fraunhofer với nhiều năng lực khác nhau, bao gồm cả Brandenburg, giám đốc của Viện Fraunhofer về Công nghệ Truyền thông Kỹ thuật số ở Ilmenau, Đức. Brandenburg và những người khác thậm chí đã nhận được một phần lợi nhuận từ việc cấp phép MP3, theo quy định của luật pháp Đức.

Mọi sự đổi mới đều dựa trên những đột phá trước đó, vì vậy công việc liên quan xảy ra trước MP3 thậm chí là một điều không nên bỏ qua. Ví dụ, Hiệu ứng Haas được đặt theo tên của Helmut Haas, người đã trình bày ý tưởng trong luận án tiến sĩ của mình vào năm 1949. Cùng năm đó, Claude Shannon và Robert Fanning đã đưa ra tiền thân của mã hóa Huffman. David Huffman là học trò của Fano, và ông đã cải tiến kỹ thuật của họ vào năm 1952. Các nhà nghiên cứu MP3 cũng đã xây dựng dựa trên công trình nền tảng của nhiều người khác.

Suzanne Vega thậm chí còn đóng một vai trò nhỏ, khi Brandenburg và nhóm làm việc để nén phiên bản cappella của bài hát "Tom's Diner" của cô ấy mà không tạo ra biến dạng và tiếng ồn xung quanh. Một phần của bài hát đã được sử dụng làm âm thanh thử nghiệm để xác định thời điểm chất lượng đã đạt đến mức chấp nhận được.

Khoản thanh toán lớn của Microsoft, gần như

Luật bằng sáng chế và sáp nhập công ty, những động vật phức tạp, cả hai đều góp phần vào một vụ kiện do Alcatel-Lucent khởi kiện chống lại Microsoft liên quan đến khả năng phát nhạc MP3 của Windows Media Player. Viện nghiên cứu Fraunhofer của Đức và Phòng thí nghiệm Bell của AT&T đã cùng nhau nghiên cứu về công nghệ nén âm thanh ở một mức độ nào đó sau khi ký kết thỏa thuận phát triển chung bắt đầu vào năm 1989. Mỗi bên đều có bằng sáng chế cho các công nghệ liên quan khác nhau. Nhưng Fraunhofer là công ty được coi là chủ sở hữu bằng sáng chế trong ngành cho MP3, và khá nhiều công ty đã cấp phép bản quyền từ họ, bao gồm Microsoft (trong một thỏa thuận trị giá 16 triệu đô la), Apple, Sony, Yahoo, Intel và Texas Instruments, trong số hàng trăm người khác. Nhưng nghiên cứu chung này sẽ gây ra rắc rối. AT &T quay Bell Labs thành một công ty có tên là Lucent Technologies. Lucent đã kiện Microsoft (cũng bị lôi kéo vào các cuộc chiến bằng sáng chế khác), cho rằng hãng này vi phạm các bằng sáng chế liên quan đến MP3 của Lucent. Alcatel, một đối thủ cạnh tranh của Pháp, đã mua lại Lucent, và vụ kiện được tiếp tục bởi Alcatel-Lucent. Năm 2007, một bồi thẩm đoàn ở San Diego đã yêu cầu Microsoft phải trả 1,52 tỷ đô la vì vi phạm bằng sáng chế cho Alcatel-Lucent, số tiền được tính dựa trên doanh số bán PC Windows kể từ tháng 5 năm 2003, và là một trong những phán quyết về bằng sáng chế lớn nhất trong lịch sử. Tuy nhiên, vào cuối năm đó, một thẩm phán đã lật lại phán quyết, phán quyết rằng các thiệt hại được xác định không chính xác và một trong hai bằng sáng chế đang được đề cập là đồng sở hữu của Fraunhofer và AT&T (không thuộc sở hữu hoàn toàn của AT&T), và vì Fraunhofer không phải là ' không bao gồm trong vụ kiện và Microsoft đã có giấy phép với Fraunhofer,Alcatel-Lucent không có quyền kiện về bằng sáng chế đó. Tất nhiên, điều này mở ra cánh cửa cho một vụ kiện hoặc kháng cáo khác, do đó, vào đầu năm 2013, chúng ta có thể chưa nghe được kết thúc của vấn đề.

MP3 đã có một số tác động sâu rộng mà ít ai có thể dự đoán được. Vào năm 1997, phần mềm máy tính chơi nhạc MP3 Winamp đã có mặt trên thị trường. Cho phép người dùng dễ dàng sắp xếp các tệp nhạc của họ và tạo danh sách phát, Winamp là tín hiệu báo trước những người chơi sẽ đến. Cùng năm đó, Windows Media Player của Microsoft bắt đầu hỗ trợ phát nhạc MP3. Máy nghe nhạc MP3 di động đắt tiền, như Rio 100 của Diamond Multimedia và MPMAN của Saehan Information System, cũng xuất hiện vào cuối những năm 1990. Họ có thể chứa một số lượng bài hát hạn chế thông qua bộ nhớ flash, nhưng những thứ đó đã nhường chỗ cho các đầu phát bộ nhớ ổ cứng có dung lượng lưu trữ cao hơn, như iPod gốc , được giới thiệu vào năm 2001, phát các định dạng MP3, AIFF và WAV. IPod mới hơn chơi mã hóa âm thanh nâng cao ( AAC) nguyên bản, được bao gồm trong cả hai tiêu chuẩn MPEG-2 và MPEG-4, và được cho là có chất lượng âm thanh tốt hơn, nhưng các định dạng khác vẫn được hỗ trợ. MP3 phổ biến đến mức máy nghe nhạc di động thường được gọi là máy nghe nhạc MP3 mặc dù hầu hết đều chơi được nhiều định dạng khác nhau. Hầu hết các đầu đĩa CD và DVD cũng có thể chơi nhạc MP3.

Dịch vụ chia sẻ nhạc ngang hàng Napster được giới thiệu vào năm 1999 và nó đã khiến sự phổ biến của định dạng MP3 bùng nổ bằng cách cung cấp nhiều nhạc kỹ thuật số hơn bao giờ hết. Nó cũng gây ra rất nhiều tranh cãi liên quan đến vi phạm bản quyền, tải nhạc bất hợp pháp và vi phạm bản quyền. Hiệp hội Công nghiệp Ghi âm Hoa Kỳ, trong số những người khác, đã tìm kiếm sự truy tố pháp lý chống lại Napster cũng như những người tải xuống nhạc cá nhân. Napster đã bị đóng cửa vào năm 2001, nhưng các dịch vụ tương tự khác đã xuất hiện ở vị trí của nó, mặc dù có lẽ không có gì trơ trẽn.

Sự sẵn có của âm nhạc mới này đã thúc đẩy sự thèm muốn của công chúng đối với nhạc kỹ thuật số, điều này đã gây ra những thay đổi lớn trong ngành công nghiệp âm nhạc. Các studio tiếp tục đấu tranh chống vi phạm bản quyền, nhưng cuối cùng đã chấp nhận bán nhạc kỹ thuật số trực tuyến. Các hãng phim bắt đầu cấp phép phần lớn âm nhạc của họ cho các công ty như Apple, công ty có cửa hàng iTunes mở đường cho một mô hình tiêu thụ âm nhạc mới. Amazon cũng là một nhà bán nhạc kỹ thuật số khổng lồ. Và doanh số bán nhạc kỹ thuật số đã vượt qua doanh số bán đĩa CD vật lý. Âm nhạc kỹ thuật số thậm chí còn cho phép một số nghệ sĩ tách khỏi phòng thu bằng cách cho họ một phương tiện để dễ dàng phân phối tác phẩm của riêng họ, dân chủ hóa hệ thống một chút. Những thay đổi này cũng đã mở đường cho các dịch vụ phát trực tuyến nhạc hợp pháp kiếm tiền từ quảng cáo và đăng ký.

MP3 cũng giúp thay đổi cách thức và nơi chúng ta nghe nhạc. Chúng tôi có thể ghi số lượng bài hát lớn hơn vào đĩa CD có thể ghi so với truyền thống được lưu trữ trên đĩa CD ghi sẵn. Và các máy nghe nhạc hiện đại cho phép chúng tôi mang theo hàng nghìn bài hát bên mình (mua kỹ thuật số hoặc trích xuất từ ​​bộ sưu tập CD của riêng chúng tôi). MP3 và những người kế nhiệm của nó đã làm cho toàn bộ thư viện âm nhạc trở nên di động.

Có một số cuộc tranh luận về việc liệu MP3 có âm thanh đặc biệt tốt so với các codec khác, ít hao tổn hơn hay không, nhưng mặc dù tốc độ Internet và không gian lưu trữ đã tăng lên đáng kể, MP3 vẫn là định dạng nhạc kỹ thuật số phổ biến nhất và nó có ít dấu hiệu biến mất. Đã có những cải tiến về MP3 sau đó, chẳng hạn như MP3Pro và MP3 Surround, cả hai đều tương thích ngược với MP3 gốc. Mọi người thậm chí đang nghiên cứu những thứ như nhúng tin nhắn bí mật hoặc thông tin ẩn khác vào MP3 (ví dụ: MP3Stego). MP3 đã trở thành tiêu chuẩn cho âm nhạc kỹ thuật số, và cho đến khi một thứ gì đó đột phá xuất hiện, nó có thể vẫn như vậy trong một thời gian.

Ghi chú của tác giả: Ai đã phát minh ra MP3?

MP3 ra đời như thế nào và việc mã hóa các tệp đòi hỏi những gì được thực hiện cho một nghiên cứu khá hấp dẫn. Tôi luôn là một người tiêu dùng khá nặng về âm nhạc, đầu tiên là đĩa vinyl, sau đó là băng, sau đó là CD, và tôi nghĩ thật may mắn cho những người yêu âm nhạc khi MP3 và các định dạng nhạc kỹ thuật số khác ra đời và thúc đẩy việc phân phối rộng rãi nhạc trực tuyến (chất lượng âm thanh tranh luận sang một bên). Tôi vẫn thích sở hữu các bản sao thực, nhưng trước đây khi mua tại cửa hàng là lựa chọn duy nhất của chúng tôi, luôn có khả năng thất vọng. Tôi thường xuyên tìm mua khá nhiều CD để phát hiện ra rằng tôi chỉ thực sự thích một hoặc hai bài hát. Nhiều đĩa trong số đó đang bám đầy bụi trên giá của tôi.

Tại một số thời điểm, tôi đã đưa ra quy tắc cho bản thân rằng tôi sẽ chỉ mua một album nếu tôi biết tôi thích ít nhất ba trong số các bài hát (trừ khi đó là của một trong những nghệ sĩ mà tôi yêu thích), và điều đó đã hạn chế nghiêm trọng việc mua nhạc của tôi. Nó không giống như toàn bộ album thường được phát radio hoặc phát video nhạc. Nhưng sau đó những thứ như Napster xuất hiện cho phép chúng tôi thử nhiều loại nhạc hơn so với những gì chúng tôi có thể tình cờ gặp trên sóng trước đây. Và sau đó đài phát thanh Internet theo sau. Tôi không thể cho bạn biết tôi đã khám phá được bao nhiêu nghệ sĩ mới qua các đài Pandora và tôi đã tải xuống bao nhiêu bài hát của họ từ iTunes.

Có lẽ còn thiếu một số điểm hấp dẫn bởi vì chúng ta không còn bị bất ngờ bởi những bài hát b-side nữa (chẳng bao lâu nữa, thậm chí không ai biết điều đó có nghĩa là gì). Nhưng thật tuyệt khi có thể rải tiền xung quanh những giai điệu mà tôi biết tôi sẽ nghe nhiều hơn một lần. Và bây giờ tôi cũng có thể số hóa những bài hát cô đơn đó từ những đĩa CD bị từ chối phần lớn của người nghèo và nghe chúng ở bất cứ đâu mà không cần phải mang theo một đống đĩa, nhờ MP3 và những người anh em họ của nó.

Liên kết liên quan