Wie MP3s Ihre Ohren täuschen. Teil 2
Normalerweise ist die Komprimierung, die wir verstehen, eine wiederholte Komprimierung.
Wenn Sie zum Beispiel in den Supermarkt gehen, um 5 Flaschen Coca-Cola zu kaufen, steht auf der Quittung nicht 5 Mal Coca-Cola, sondern nur „Coca-Cola*5“. Dieser Vorgang entspricht der Codierung der wiederholten Teile der Datei mit kürzeren Bytes. Die Datei selbst verliert weder Daten noch Informationen nach der Dekodierung, aber die Dateigröße wird reduziert.
Dies ist ein verlustfreier Druckabfall, der eigentlich der letzte MP3-Schritt ist, der einen Algorithmus namens Huffman-Codierung verwendet, um ihn abzuschließen. Aber wenn nur dieser Algorithmus verwendet wird, wird die MP3-Größe nicht wesentlich reduziert.
Denn Schall selbst sind extrem chaotische Daten mit sehr hoher Informationsentropie. Auf diese Weise ist es also unmöglich, es auf 10 % der Lautstärke der CD zu reduzieren.
Da eine verlustfreie Komprimierung nicht mehr praktikabel ist, sollten wir einige Informationen wegwerfen.
Welcher Sound fehlt dem MP3?
Der einfachste Weg, die Antwort zu erfahren, ist zu vergleichen.
Wir legen eine MP3 mit dem gleichen Sound und seiner verlustfreien Version nebeneinander auf zwei Spuren und invertieren eine der Spuren, sodass sie sich gegenseitig aufheben, wenn sie gleich klingen, und wir einen Mute-Effekt erhalten sollten. So funktionieren auch Noise-Cancelling-Kopfhörer.
Aber weil MP3 eine verlustbehaftete Komprimierung ist, hört es sich eigentlich so an:
Aber nur dann können wir den Unterschied zwischen MP3 und Lossless nicht erkennen. Wenn ein Musikstück ständig zwischen MP3 und verlustfrei wechselt, können Sie wirklich den Unterschied erkennen? Ich glaube, man kann es nicht hören.
Das ist die Magie des MP3-Algorithmus, seine Komprimierung besteht nicht nur darin, die Tondaten zu verlieren, sondern gleichzeitig die Daten zu verlieren, Sie können es nicht bemerken.
Die Geschichte der MP3
Die Geschichte von Brandenburg und Dieter Seitzer
Ende der 1970er-Jahre hatte plötzlich ein deutscher Professor namens Dieter Seitzer eine Idee. Er wollte, dass die Leute zu Hause sitzen, eine ISDN-Telefonleitung nutzen und auf Abruf telefonieren und Musik abspielen können, wie eine Jukebox.
ISDN war zu dieser Zeit eine beliebte digitale Leitung, auch “Single Line Communication” genannt, Sie können damit telefonieren, Faxe senden und empfangen usw., aber seine Geschwindigkeit beträgt nur 128 kbps.
Als Dieter die Idee patentieren ließ, sagten ihm die Mitarbeiter des Patentamts, sie sei nicht gut. Sofern man die Geschwindigkeit des ISDN-Netzes nicht um das Zwölffache steigern kann, reicht das aus, um die Datenmenge einer CD zu übertragen.
Als Dieter es hörte, konnte er es wahrscheinlich nicht alleine, aber wenn er ein Audioformat erfand, das nur 1/12 der Größe einer CD hatte, wäre er dann nicht in der Lage, diese „digitale Jukebox“ herzustellen? Also drehte er um und übergab die Erfindung einem seiner Schüler, Karlheinz Brandenburg.