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MP3

Allgemeine Informationen

Titel MPEG (Moving Picture Experts Group)-1 Audio Layer 3
Kategorie Audioformate
Abkürzung MP3
Dateiendung .mp3
Mime Type audio/mpeg
Pronom PUID fmt/134
Versionen aktuelle Versionen nach Standard:
ISO/IEC 11172 Audio Layer 3 (MPEG-1)
(Entwurf 1991, veröffentlicht 1993)
ISO/IEC 13818 Audio Layer 3 (MPEG-2)
(veröffentlicht 1993, letzte Version 1998)

     

Beschreibung

MP3 ist ein verlustbehaftetes Audioformat, das entweder nach dem MPEG-1 Standard oder dem MPEG-2 Standard implementiert ist. Im für MP3 relevanten Audioabschnitt 3 (Layer 3) unterscheiden sich beide Standards durch die zugelassenen Sampleraten.

   

Bewertung

Offenheit: 4
MP3 wird im Abschnitt 3 (z.B. ISO/IEC 11172-3) der ISO-Standards für Mediendateien ISO/IEC 11172 (MPEG-1) und ISO/IEC 13818 (MPEG-2) definiert.

Lizenzfreiheit: 4
Die Patente auf die verwendeten Algorithmen sind im Frühjahr 2017 abgelaufen (siehe https://www.iis.fraunhofer.de/en/ff/amm/consumer-electronics/mp3.html ). Seither ist die Verwendung von MP3 lizenzfrei.

Verbreitung: 4
MP3 wird als das meistverbreitete Format zum Austausch und zum mobilen Hören von Audiodaten genannt.MP3 ist im Anwendermarkt weit verbreitet.

Funktionalitaet: 4
Das Format deckt über 80% für die Archivierung erforderlichen signifikanten Eigenschaften seiner Kategorie ab und bewahrt diese.

Implementierung: 4
MP3 ist in allen herkömmlichen Audio-Playern implementiert. Es gib zudem mehrere Encoder (VLC, Audacity, LAME u.a.), wobei LAME als der Effizienteste gilt.

Speicherdichte: 4
Durch die (verlustbehaftete) Kompression wird eine sehr hohe Speicherdichte erreicht.

Verifizierbarkeit: 3
Für MP3 existieren mehrere Validatoren. (u.a. MP3 Check, MP3 Diag, MP3 Val)

Best Practice: 3
Die Verwendung von MP3 hat bei offiziellen Stellen zugenommen, dementsprechend werden MP3-Dateien vermehrt in Staatsarchiven abgeliefert. Die MP3-Dateien werden von den Archiven für die Langzeitarchivierung übernommen, sofern keine unkomprimierte Datei des abgelieferten Inhaltes vorhanden ist und abgeliefert wurde.

Perspektive: 3
Als verbreitetstes Format (2023) im Audiobereich wird MP3 auch in Archiven vermehrt Eingang finden.

Formatklasse: B
MP3 ist zurzeit das wohl verbreitetste Audioformat.

    

Analyse

MP3 Codec
Es handelt sich um einen Algorithmus zur verlustbehafteten Kompression, der psychoakustische Effekte ausnützt, d.h. Informationen weglässt, die vom menschlichen Ohr nicht wahrgenommen werden können. Die Kompression erlaubt eine markante Verkleinerung des Speicherplatzes um etwa 85%.
Grundsätzlich ist die Qualität einer MP3-Datei von der Qualität des primären digitalen Audiosignals bzw. der zu kodierenden Audiodatei abhängig. Neben Abtastrate und Sampletiefe beeinflusst der Bitratenmodus die Charakteristik einer MP3-Datei. Der Bitratemodus kann entweder fix (Fixed Bit Rate, FBR) oder variabel (Variable Bit Rate, VBR) sein. Es gibt verschiedene MP3-Encoder; LAME wird als einziger Encoder noch aktiv weiterentwickelt und gilt als qualitativ führend.

Container/Wrapper
Ein MP3 besteht in seiner einfachsten Form in einer Aneinanderreihung von Frames (siehe Abbildung 1). Meist steht zu Beginn einer MP3-Datei noch ein zusätzlicher, nicht-standardmässiger ID3-Tag, in dem Metadaten wie der Name des Künstlers oder der Künstlerin etc. festgehalten werden.

Image
Abbildung 1: Aufbau einer MP3-Datei

Im Header zu jedem Frame stehen u.a. Audioparameter, die es ermöglichen ein Frame abspielen zu lassen. Sowohl bei einer MP3-Datei nach MPEG 1-Standard und MP3 nach MPEG 2 gibt es drei zugelassene Samplingraten. Am verbreitetsten ist MP3 nach MPEG 1 mit einer konstanten Samplingrate von 44.1 kHz, mit standardmässig 1152 samples pro Frame. Ein Frame dauert somit beim verbreitetsten Fall in der Regel 1152/44.1kHz = 26ms. Die Bitrate respektive die Auflösung geben Auskunft über die Qualität der Samples.

    

Fazit

Der Verwendung von MP3 als Archivformat steht die Tatsache entgegen, dass komprimierte Daten grundsätzlich als ungeeignet für die Archivierung gelten, weil bei der Datenkompression Informationen verloren gehen und sich der Informationsverlust bei Migrationen kumuliert.
Wenn dem Archiv Daten im MP3-Format angeboten werden, macht es zur Vermeidung von unnötigen Migrationen Sinn, diese vorerst nicht in ein anderes Format zu konvertieren. Dies ist solange zulässig, wie geeignete Encoder zur Verfügung stehen.
Unkomprimierte Daten sollen hingegen zur Archivierung nicht nach MP3 konvertiert werden. Bei allfälligen Erhaltungsmassnahmen ist es sinnvoll, Abtastrate und Sampletiefe der Quelle beizubehalten, hingegen empfiehlt sich Variable Bit Rate (VBR) als Bitratenmodus.

    

Referenz

International Organization for Standardization (ISO), ISO/IEC 11172-3:1993 Information technology — Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1,5 Mbit/s — Part 3: Audio, August 1993
https://www.iso.org/standard/22412.html

International Organization for Standardization (ISO), ISO/IEC 11172-3:1993/Cor 1:1996 Information technology — Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1,5 Mbit/s — Part 3: Audio — Technical Corrigendum 1, April 1996, https://www.iso.org/standard/25371.html

International Organization for Standardization (ISO), ISO/IEC 13818-1:2023 Information technology — Generic coding of moving pictures and associated audio information — Part 1: Systems, 2023
https://www.iso.org/standard/87619.html

    

Literatur

Library of Congress, «MP3 File Format,» Library of Congress, 08.10.2021. https://www.loc.gov/preservation/digital/formats/fdd/fdd000105.shtml.

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR INTEGRIERTE SCHALTUNGEN IIS, «MP3 – FORSCHUNG, ENTWICKLUNG UND,» http://www.iis.fraunhofer.de/content/dam/iis/de/doc/ame/FraunhoferIIS_Produktbroschüre_mp3.pdf.

MEMORIAV, «9.2 DIGITALISIERUNG VON TONDOKUMENTEN,» 07 2021. https://memoriav.ch/de/empfehlungen/all/9-2-digitalisierung-von-tondokumenten/.

Memoriav, «TONDOKUMENTE: TECHNIK, FORMATE,» 07 2021. https://memoriav.ch/de/empfehlungen/all/3-2-tondokumente-technik-formate/.

Artefactual Systems and the Digital Preservation Coalition, «Preserving Audio Data Types Series,» 2021.

   

Katalog archivischer Dateiformate Version 7.0, Juni 2024