MP3 播放器 by Oleg Sergeichik（來(lái)源：Unsplash）

在上世紀(jì) 90 年代，如果有人能將幾百首歌曲裝進(jìn)一個(gè)火柴盒大小的設(shè)備中，隨身攜帶并隨時(shí)隨地聽(tīng)歌，簡(jiǎn)直就像奇跡一樣。三十年過(guò)去了，從那個(gè)年代走過(guò)來(lái)的人們都經(jīng)歷過(guò)這種奇跡，而這一切的發(fā)生都要?dú)w功于世界上最流行的音頻壓縮格式、數(shù)字音樂(lè)的奠基者 ——MP3。

MP3 是一種音頻壓縮技術(shù)，全稱為 Moving Picture Experts Group Audio Layer III。它被設(shè)計(jì)用來(lái)大幅度地降低音頻數(shù)據(jù)量，將音樂(lè)以 1:10 甚至 1:12 的壓縮率壓縮成容量較小的文件。而對(duì)于大多數(shù)聽(tīng)眾來(lái)說(shuō)，壓縮后的音質(zhì)與最初未壓縮的音頻相比并沒(méi)有明顯的下降。[1]

1988 年， ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）與 IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）成立了一個(gè)專門(mén)制定媒體編碼（包括音頻、視頻、圖片以及各種應(yīng)用程序的傳輸和文件格式）標(biāo)準(zhǔn)的組織 ——MPEG（Moving Picture Experts Group，動(dòng)態(tài)圖像專家組）。

成立之初，MPEG 中的編碼專家便對(duì)一種被稱為聽(tīng)覺(jué)掩蔽的現(xiàn)象（當(dāng)一種聲音的感知受到另一種聲音的影響和損害時(shí)，就會(huì)發(fā)生聽(tīng)覺(jué)掩蔽）非常感興趣，他們希望借此開(kāi)發(fā)出一種高效的編碼工具（或編解碼器），并將它應(yīng)用于高質(zhì)量數(shù)字音頻和視頻傳輸中。

他們最先建造了一臺(tái)被昵稱為 “直升機(jī)” 的機(jī)器，可以將音頻壓縮到原始文件大小的 8%。但是缺點(diǎn)也很明顯，它和冰箱一樣大小，太笨重了。于是這些專家又想到是否可以開(kāi)發(fā)一種壓縮算法，能達(dá)到相同的壓縮效果。

這個(gè)時(shí)候， Karlheinz Brandenburg 走進(jìn)了人們的視野。

Karlheinz Brandenburg（來(lái)源：Wikipedia）

早在 20 世紀(jì) 80 年代初，Karlheinz Brandenburg 就開(kāi)始研究數(shù)字音樂(lè)的壓縮，專注于人們?nèi)绾胃兄魳?lè)。1989 年，Brandenburg 在德國(guó)埃爾朗根 - 紐倫堡大學(xué)獲得了電氣工程博士學(xué)位，他的博士論文為后來(lái) MP3 的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。

1989 年到 1990 年，Brandenburg 在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室工作期間，他的研究重點(diǎn)就是 ASPEC（MP3 的基礎(chǔ)）；1990 年，他回到德國(guó)，成為埃爾朗根 - 紐倫堡大學(xué)的研究助理，并繼續(xù)與 Fraunhofer HHI 研究所的科學(xué)家一起研究音樂(lè)壓縮。1993 年，Brandenburg 加入了 Fraunhofer HHI 研究所并成為音頻和多媒體部門(mén)的負(fù)責(zé)人。

在研究 MP3 的過(guò)程中，有一首歌曲自始至終都回響在 Karlheinz Brandenburg 的腦海中。這首歌就是來(lái)自美國(guó)民謠歌手 Suzanne Vega 的_Tom’s Diner_（收錄在她 1989 年推出的專輯_Solitude Standing_中）。在一次采訪中，Brandenburg 曾透露：“我當(dāng)時(shí)正在寫(xiě)博士論文，期間我閱讀了一些 HI-FI 雜志，發(fā)現(xiàn)他們用_Tom’s Diner_這首歌測(cè)試揚(yáng)聲器。我當(dāng)時(shí)就想，好吧，讓我用這首歌來(lái)測(cè)試 MP3?！?/p>

結(jié)果在測(cè)試中，Brandenburg 發(fā)現(xiàn)在其他一切聲音都很不錯(cuò)的碼率下，Suzanne Vega 的聲音卻非常糟糕。Vega 的聲音在無(wú)伴奏合唱中的細(xì)微差別需要 Brandenburg 的新算法必須在不破壞聽(tīng)眾體驗(yàn)的前提下挑選出可以丟棄的聲音。于是 Brandenburg 開(kāi)始利用這首歌不斷改進(jìn) MP3 方案，每改進(jìn)一遍方案他都要一遍一遍地聽(tīng)歌。在聽(tīng)了幾千遍_(kāi)Tom’s Diner_之后，他終于成功了。

最后，在 Karlheinz Brandenburg、Ernst Eberlein、Heinz Gerh?user（曾任 Fraunhofer IIS 研究所所長(zhǎng)）、Bernhard Grill、Jürgen Herre 和 Harald Popp 六位科學(xué)家的共同努力下，MP3 誕生了。

從左至右：Harald Popp、Stefan Kr?geloh、Harmut Schott、Berhard Grill、Heinz Gerh?user、Ernst Eberlein、Karlheinz Brandenburg 和 Thomas Sporer。1987 年拍攝于 Fraunhofer IIS 研究所（來(lái)源：https://www.fraunhofer.de/en.html）

MP3 的精妙之處在于，其中的算法在大幅縮減原始音頻的數(shù)據(jù)量的同時(shí)，還能確保大部分聽(tīng)眾的聽(tīng)音質(zhì)量，而且它更容易存儲(chǔ)和傳輸。

MP3 的發(fā)明帶來(lái)了音樂(lè)領(lǐng)域的一場(chǎng)顛覆性革命，徹底改變了人們聆聽(tīng)音樂(lè)的方式。在 Napster 等點(diǎn)對(duì)點(diǎn)音樂(lè)共享服務(wù)的支持下，MP3 迅速席卷全球，但同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重的盜版問(wèn)題，在當(dāng)時(shí)受到了音樂(lè)界人士的抵制和詬病。

Karlheinz Brandenburg 本人也因?yàn)?MP3 獲得了無(wú)數(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)。1994 年，他因?yàn)閷?duì)音頻編碼領(lǐng)域的持續(xù)貢獻(xiàn)而獲得了 AES（Audio Engineering Society，國(guó)際音頻工程協(xié)會(huì)）銀獎(jiǎng)；2000 年，他獲得了 IEEE 工程卓越獎(jiǎng)；IEC 將他評(píng)為電氣工程領(lǐng)域最重要的 120 位發(fā)明家和決策者之一；2006 年，他獲得了德國(guó)十字勛章；2014 年，他入選互聯(lián)網(wǎng)名人堂創(chuàng)新者（Internet Hall of Fame Innovators）。

自 2000 年以來(lái)，Karlheinz Brandenburg 一直在伊爾梅瑙工業(yè)大學(xué)擔(dān)任電子媒體技術(shù)教授。同時(shí)，Brandenburg 積極參與弗勞恩霍夫數(shù)字媒體技術(shù)研究所 (Fraunhofer Institute for Digital Media Technology) 的創(chuàng)立，目前擔(dān)任該研究所所長(zhǎng)。

問(wèn)題征集

如果你想了解更多 MP3 誕生的故事，其發(fā)明過(guò)程中科學(xué)家們遇到的種種挫折和挑戰(zhàn)；如果你想傾聽(tīng) Karlheinz Brandenburg 教授對(duì)當(dāng)今多媒體技術(shù)發(fā)展的見(jiàn)解以及了解他目前的研究領(lǐng)域；如果你想跟這位先驅(qū)人物進(jìn)行一次深入的交流，歡迎來(lái)到 LiveVideoStack 的人物對(duì)話欄目。

是的，Karlheinz Brandenburg 教授已經(jīng)接受了 LiveVideoStack 的郵件采訪邀請(qǐng)。

與往期的人物對(duì)話一樣，這一次我們也把提問(wèn)機(jī)會(huì)交給 LVS 的讀者朋友。歡迎大家在評(píng)論區(qū)留言，向 Karlheinz Brandenburg 教授問(wèn)出你最希望他回答的問(wèn)題。我們會(huì)從中精選若干，然后一并發(fā)送給遠(yuǎn)在德國(guó)的 Brandenburg 教授，由他來(lái)為大家一一解答。

活動(dòng)結(jié)束時(shí)間：2022 年 7 月 8 日

Source:

https://baike.baidu.com/item/mp3/23904?fromtitle=MP3 格式 & fromid=290526&fr=aladdin

References:

https://blogs.windows.com/devices/2013/01/29/eureka-people-how-karlheinz-brandenburg-invented-the-mp3/

https://www.fraunhofer.de/en/quick-links/alumni/news/mp3-inventor-brandenburg-interview.html

https://www.techtimes.com/articles/207213/20170513/the-mp3-is-dead-heres-a-brief-history-of-mp3.htm

https://www.internethalloffame.org/inductees/karlheinz-brandenburg#:~:text=Dr.,been awarded about 100 patents.

https://en.wikipedia.org/wiki/Karlheinz_Brandenburg

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