La codifica MPEG-1/2 Layer 2 iniziò come progetto presso la DAB e
promosso dalla Fraunhofer IIS-A.
Venne finanziato dall'come parte di un programma di
ricerca più vasto chiamato EUREKA comunemente
conosciuto con il codice EU-147.
EU-147 fu attivo dal 1987 al 1994. Nel 1991 vennero fatte due proposte per uno standard
disponibile: Musicam (conosciuto come
Layer II) e ASPEC (Adaptative Spectral
Perceptual Entropy Coding) (con analogie con l'MP3). Venne scelto Musicam a
causa della sua semplicità e alla sua affidabilità.
Un gruppo di lavoro condotto da Karlhainz
Brandenburg e Jürgen Herre
fece confluire gli studi su Musicam e ASPEC con alcune loro idee e creò l'MP3,
che fu progettato per realizzare la stessa qualità a 128 kbit/s dell'MP2 a 192
kbit/s.
Entrambi gli algoritmi furono completati nel 1992 con la sigla MPEG-1, come prima fase di sviluppo del
progetto denominato MPEG e definito come
standard internazionale con il codice ISO/IEC 11172-3 e pubblicato nel 1993.
Un'ulteriore fase del progetto MPEG Audio si concluse nel 1994 con la creazione
dell'MPEG-2 definito come standard
internazionale con il codice ISO/IEC 13818-3 e pubblicato nel 1995.
L'efficienza di un algoritmo di
compressione è tipicamente giudicata dal bitrate finale che riesce ad ottenere, mentre la
metrica del tasso di compressione, che sembrerebbe più naturale, dipende sia
dalla frequenza che dal numero di bit del segnale in ingresso. Ciononostante,
vengono comunemente comunicati tassi di compressione che utilizzano i CD come riferimento, uno dei
più comuni è quello a 44.1 kHz e 2x16 bit. Qualche volta vengono utilizzati
anche parametri DATSP (48KHz, 2x16bit). Il
tasso di compressione in questo sistema di riferimento è maggiore, il che
dimostra delle difficoltà di definire il termine compressione come perdita di
qualità nella codifica. Karlheinz
Brandenburg ha utilizzato il CD di Suzanne Vega, "Tom's Diner"
come modello di riferimento dell'algoritmo di
compressione per l'MP3. Questo CD è stato scelto per la sua dolcezza e
semplicità, rendendo facile l'ascolto di qualsiasi imperfezione che la
compressione può causare durante la registrazione.
La pagina web ufficiale pubblica i sequenti tassi di compressione per
l'MPEG-1 Layer 1,2 e 3.
- Layer 1: 384 kbit/s, compressione 4:1
- Layer 2: 192...256 kbit/s, compressione 6:1...8:1
- Layer 3: 112...128 kbit/s, compressione 10:1...12:1
Questi sono valori piuttosto aleatori in quanto:
- La qualità dipende non solo dal formato di codifica del file, ma anche dalla qualità psico acustica del
codificatore. Il codificatore tipico layer 1 usa un modello psicoacustico molto
elementare che finisce per richiedere molti più bit per un risultato
soddisfacente.
- La codifica Layer 1 a 384 kbit/s, anche con questo semplice "psico acustico"
è migliore della codifica Layer 2 a 192 … 256 kbit/s.
- La codifica Layer 3 a 112 … 128kbit/s è peggiore del Layer 2 a 192 … 256
kbit/s
Un modo più realistico per considerare il bitrate è:
- Layer 1: eccellente a 384 kbit/s
- Layer 2: eccellente a 256...320 kbit/s, molto buono a 224...256 kbit/s,
buono a 192...224 kbit/s, non si dovrebbe usare sotto i 160 kbit/s
- Layer 3: eccellente a 224...256 kbit/s, molto buono a 192...224 kbit/s,
buono a 160...192 kbit/s, non si dovrebbe usare sotto i 128 kbit/s
Il confronto un nuovo formato di file viene fatto confrontando la qualità
media di compressione del nuovo formato con un encoder di alta qualità
molto ottimizzato del vecchio formato.
L'algoritmo che utilizza il formato MP3 si basa su una trasformazione ibrida
che trasforma il segnale dal dominio temporale a quello delle frequenze.
- 32 band filtro
in quadratura polifase
- 36 or 12 Tap MDCT, la dimensione può
essere selezionata indipendentemente dalla sottobanda 0...1 e 2...31
- processamento addizionale per ridurre gli effetti di aliasing
L'AAC MPEG-4, è il formato erede dell'MP3
sempre secondo le specifiche MPEG. Tra i
successori del formato MP3 è degno di nota l'Ogg Vorbis per la qualità di codifica e per il fatto
di essere un progetto open
source. Quasi tutti gli altri formati sono legati a delle aziende
proprietarie di diverse brevetti e licenze legate alle specifiche MPEG.
La diffusione del formato MP3 e di software gratuti (come Winamp)apportano una
piccola rivoluzione nel mondo della musica, la diffusione delle playlist. In
precedenza le canzoni di successo erano attentamente intercalate ai motivi meno
riusciti nei CD e nelle audiocassette che si potevano ascoltare solamente
nell'ordine studiato dal produttore. Con l'avvento dei supporti digitali questo
non accade più ed è possibile una maggiore personalizzazione.