Orígenes del formato MP3

Fue desarrollado principalmente por el Alemán Karlheinz Brandenburg, director de tecnologías de medios electrónicos del Instituto Fraunhofer IIS, perteneciente a la red de centros de investigación Alemana, dicho instituto junto con Thomson Multimedia controla el grueso de las patentes relacionadas con el MP3. La primera de ellas fue registrada en 1986 y varias más en 1991; en 1992 la tecnología fue aprobada por el Motion Picture Experts Group y así nació el MPEG-1 Audio Layer 3 ó MP3; formato que es un conjunto de estándares para comprimir y almacenar audio y video digital. En julio de 1995 fue cuando Brandenburg usó por primera vez la extensión .mp3 para los archivos relacionados con el MP3 en su computador; un año después su instituto ingresaba por concepto de patentes 1,2 millones de euros y diez años más tarde esta cantidad ha alcanzado los 26,1 millones.

Se convirtió en el estándar utilizado para streaming y compresión de audio de alta calidad gracias a la posibilidad de ajustar la calidad de la compresión, proporcional al tamaño por segundo, y por tanto el tamaño final del archivo, que podía llegar a ocupar doce e incluso quince veces menos que el archivo original sin comprimir. Fue el primer formato de compresión de audio popularizado gracias a la Internet, ya que hizo posible el intercambio de ficheros musicales. Así también llega más allá del mundo de la informática gracias al desarrollo de reproductores autónomos, portátiles o integrados en cadenas musicales.

A principios de 2002 otros formatos de audio comprimido como Windows Media Audio y Ogg Vorbis empezaron a ser masivamente incluidos en programas, sistemas operativos y reproductores autónomos, lo que hizo que el MP3 fuera paulatinamente cayendo en desuso; uno de los factores que influye en el declive del MP3 es que está patentado, esto no significa que su calidad sea inferior ni superior, pero impide que la comunidad pueda seguir mejorándolo y puede obligar a pagar por la utilización de algún códec. Aún así, a inicios del 2008, el formato mp3 continua siendo el más usado y el que goza de más éxito en la reproducción de archivos de música.

Técnicas utilizadas en la compresión y codificación de un archivo mp3:

Efecto máscara – el sistema está basado en las propiedades del efecto máscara del oído humano, y el codificador MP3 utiliza un modelo psico-acústico que imita el comportamiento del mismo.
Mínimo Audible – el mínimo audible del oído humano no es una gráfica lineal, está representado por las leyes de Fletcher y Munsen por una curva de entre 2 y 5 Khz por lo tanto no es necesario codificar los sonidos por debajo de esta gráfica porque no son percibidos.
Reserva de Bytes – algunos pasajes musicales no pueden ser codificados a cierta compresión sin afectar la calidad de los mismos; para esto el MP3 utiliza una pequeña reserva de bytes que actúa en esos casos como bufer para que el sonido no quede codificado con inferior calidad.
Origen estéreo – por debajo de ciertas frecuencias el oído humano es incapaz de localizar el origen en el espacio de los sonidos, el formato MP3 utiliza un truco llamado origen estéreo para codificar algunas frecuencias como monofónicas y acompañar una pequeña información que al ser decodificada restituye al mínimo la ubicación en el espacio.
Código Huffman – el algoritmo Huffman actúa al final de la compresión codificándola, no siendo en realidad un algoritmo de compresión, sino más bien un método de codificación, que crea tamaños variables de códigos en igual variable de bits con una alta probabilidad de que los símbolos tengan tamaños más pequeños. El código Huffman tiene como propiedad el tener un prefijo único, por lo que puede ser decodificado correctamente siendo independiente su tamaño. En polifonías grandes este código es extremadamente eficiente debido a la gran cantidad de sonidos que son enmascarados o que no pueden ser oídos; en sonidos «puros» hay muy poco efecto de enmascarado pero igualmente es muy eficiente porque el sonido digital contiene muchos bytes redundantes que son reemplazados por códigos mucho más cortos.

El término mundialmente usado en compresión de audio es «bitrate», se refiere al número de bits en promedio que un segundo de datos de audio consume. La unidad utilizada es el Kbps (1000 bits/s), a continuación detallamos el «bitrate» por calidad de varias señales de audio:

Referencias y más información:
http://es.wikipedia.org/wiki/MP3
http://mpcol.netfirms.com/historia.htm
http://www.baluart.net/articulo/el-origen-del-mp3