この項目では、音??縮技術及び音?ファイルフォ?マットについて?明しています。 イタリア の ピアッジオ 社が販?している 特定二輪車 については「 ピアッジオ?MP3 」をご?ください。

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MP3

?張子	.mp3
MIMEタイプ	audio/mpeg audio/MPA audio/mpa-robust
マジック ナンバ?	FF FA もしくは FF FB （16進?）
開?者	フラウンホ?ファ??究機構
初版	1993年 (31年前)  ( 1993 )
種別	音?ファイルフォ?マット
包含先	ほとんどの音??動? コンテナ
?張	mp3PRO MP3 Surround
?際標準	ISO/IEC 11172-3 ISO/IEC 13818-3
オ?プン フォ?マット	Yes

MP3 （エムピ?スリ?、 英 : MPEG-1 Audio Layer-3 ）は、音響デ?タを ?縮 する技術の1つであり、それから作られる 音?ファイルフォ?マット でもある。ファイルの ?張子 は「 .mp3 」である。

?要 [ 編集 ]

本フォ?マットでは、1411.2 k bps で??されている 音?CD 規格の PCM などを、後述する範??で任意の ビットレ?ト ? サンプリング周波? 等を設定し、?縮することができる。

?義のMP3は、ビデオ?縮規格である MPEG-1 のオ?ディオ規格として開?された。非可逆?縮であり、それ以前の規格であるMP1およびMP2を改良したものにあたる。?初は「 MPEG-1 Audio Layer-3 」の略?だったが、のちに 互換性 を持つ「 MPEG-2 AudioBC (MPEG-2 Audio Layer-3) 」が加わったので、合わせて「 MPEG-1/2 Audio Layer-3 」とすることもある。更に、非公式規格の「 MPEG-2.5 Audio Layer-3 」を含む場合もある。なお、MPEG-1 Audio Layer-3の仕?は ISO 11172-3 (JIS X 4323、ただし2011年1月20日に?止) で規格化されている。規格書は有料であり、それゆえインタ?ネット上では詳細な仕?は公開されていない。

MP1 (MPEG-1 Audio Layer-1) 、 MP2 (MPEG-1 Audio Layer-2) は前身規格でありMP3との互換性はない。

また、MP3と MP4 の名?が類似していることからMP4が同類のAudio Layer-4と誤解されるケ?スが見受けられるが、MP4はあくまで MPEG-4 の?連規格であり、直接の?連性はない規格である。また逆にMP3がMPEG-3の略?であるとされるケ?スもあるが、MPEG-3は策定段階で MPEG-2 規格に吸?されているため存在せず、これも同?に誤解である。

「MP3」という語は「 デ?タ?縮の規格やそれに基づいて作成されたファイルのフォ?マット 」を指すが、店頭?告で「MP3が安い」などの表現が使われるために、MP3が携?型 デジタルオ?ディオプレ?ヤ? そのものであると誤認されることもある。

特???史 [ 編集 ]

MP3?縮 アルゴリズム は 1991年 12月 、 ドイツ の フラウンホ?ファ? IIS（ 集積回路 ?究所）で?明された。

これは1970年代後半、 フラウンホ?ファ? の「電話回線で音?信?を送信する」というアイデアを?現させたものである。

1995年、 フラウンホ?ファ? はMPEGレイヤ?3のファイル?張子を「 .mp3 」と命名。 ^[1] その特許??入は 2005年 時点で約1億 ユ?ロ に上る。

MP3は、音?の周波??域では極端な?質の劣化を伴わずに?縮でき ^{[注 1]} 、音?をデジタル化するために用いられた。後に音?を CD などの音源媒?から パ?ソナルコンピュ?タ (PC) の ハ?ドディスクドライブ ( HDD ) に取り?む用途で?く普及した。

MP3は音の聞こえ易さの違い（周波?ごとの 最小可?値 ）や大きな音が鳴った際に、その直前直後や近い周波?の小さな音が聞こえにくくなる現象（時間/周波?マスキング）等の人間の??心理を利用した?縮を行うため、エンコ?ダの ?? （??心理モデルの調整）次第で?縮後の再生品質は大きく?化する。

音?用途の評?が高まると、MP3に??する 携?型音?プレ?ヤ? が現われ、これらは MP3プレ?ヤ? と呼ばれている。大容量のHDDを??したプレ?ヤ?なら1万曲以上の?曲が??可能であり、MP3による音?ファイルをCD-RやDVD-Rなどに書き?むなら?百曲や?千曲が?まり、??しているCD/DVDプレ?ヤ?などで再生可能である。

ボイスレコ?ダ?でも、 三洋電機 など以前からMP3形式での?音可能な機種が??されていたメ?カ?以外にも、今まで?自規格を採用していた パナソニック や ソニ? 製のボイスレコ?ダ?でも、汎用性等の?点からMP3形式での?音可能な機種が出始めている。

?縮したデ?タはサイズの減少から取り回しが容易となるため、通信回線上で?送することも容易となり、 インタ?ネットラジオ などで?く用いられる一方、 著作? 者が再配布を認めていない?曲の不正配布に用いられることもある。これに?し「MP3に デジタル著作?管理 機能が付いていないためだ」という主張などがある。最近 ^{[ いつ? ]} の 音?携? にはこのような事態を防ぐべく、いわゆる著作?保護に??するためのmp3として セキュアmp3 を採用している企業もある。

MP3が?く普及した要因として、 無料 の エンコ?ダ ? デコ?ダ ソフトウェアが入手可能な点が?げられる。 1998年 以降には ドイツ の フラウンホ?ファ?協? と フランス の トムソン社 が ライセンス の保有を主張しているが、 フリ?ソフトウェア ライセンスで提供されている LAME などの無料のエンコ?ダや Windows Media Player などの無料の再生ソフトウェアが入手できたため、普及を妨げることはなかった。 Windows においては 1999年 11月 にリリ?スされたWindows Media Player 6.4でMP3が標準??になり、爆?的に普及することになった。

MP3の後?規格としては、後?の標準規格「 AAC 」が「 iTunes 」?「 mora 」?「 iPod 」?「 着うた 」などで用いられている。また同?にMP3の代替を目的とした後?規格として マイクロソフト が開?した「 WMA 」や、特許の制約を受けない完全にフリ?なコ?デックとして開?された「 Vorbis 」、可逆?縮コ?デックとして開?された「 FLAC 」、 ソニ? が開?した「 ATRAC 」などがある ^{[注 2]} 。

なお、WMAや ATRAC については、 デジタル著作?管理 の機能が備わっているために、ネット上での音?配信サ?ビスを行う事業者が採用する傾向がある。また、FLACは可逆?縮のほか、 ハイレゾ 級のサンプリング周波?（主に96kHz、192kHz）?量子化ビット?（主に24bit）を用いた超高音質の音?配信などが可能などという利点から採用される機?が?がりつつある。

2017年 4月23日 、フラウンホ?ファ?IISおよびテクニカラ?（?トムソン）によるMP3ライセンスプログラムが、基本特許の存?期間?了により終了した ^{[2] [3]} 。これにより、これら特許がカバ?してきたMP3の基本技術は パブリックドメイン となった。

仕? [ 編集 ]

ロ?パスフィルタ? (LPF) [ 編集 ]

MP3では比較的低ビットレ?トでのエンコ?ド時に16 kHz付近でLPFを掛けるエンコ?ダが多い。これはフォ?マット上の制約から 高周波 成分の記?には多くのデ?タ量を必要とするため、全?の品質を保つためにはビットレ?トを大きく上げなければならなくなるからである ^[7] 。

LPFを外せば スペクトログラム 上での見かけは 周波?特性 が良くなったように見えるが、??上の品質は低下している事が多い。 カットオフ周波? を低くすると、特にビットレ?トの低い場合で??上の音質が向上する。高ビットレ?トでのエンコ?ドでは高周波成分の記?にゆとりが出てくるので、ビットレ?トに?じてLPFのカットオフ周波?を?えるエンコ?ダがほとんどである。

メタデ?タ [ 編集 ]

メタデ?タはファイルに?曲情報などを持たせる規格で、 ID3タグ や Xing などが存在する。

ID3 [ 編集 ]

ID3には、ファイルの末尾に付加されるID3v1と、ファイルの先頭に付加されるID3v2が存在する。 なお、ID3v1とID3v2の?方をファイルに埋め?んでもよい ^[8] 。

Xing [ 編集 ]

MP3のデ?タ情報を持たせる規格。 可?ビットレ?ト （ VBR ）のファイルの再生時間を算出する?に用いられる事が多いことから VBRタグ とも呼ばれる。

?連技術 [ 編集 ]

MPEG-2にもAudio Layer-3が存在し、同?にMP3と呼ばれるが、規格上では MPEG-2 AudioBC ( backward compatible ) が正式である。この規格では?縮方式は同じだが、ビットレ?トの低いメディアのための高?縮率??やマルチチャンネル??がなされている。この形式は ヨ?ロッパ 向けの DVD で採用されている。

MPEG-1/2 Audio Layer-1 [ 編集 ]

通?「 MP1 」と呼ばれ、?張子は「 .mpa 」か「 .mp1 」。

PCMデ?タの周波??域を?域分割フィルタを用いて32個のサブバンドに分け、??心理モデルに基づいてサブバンド?に量子化する。各サブバンドはさらなる?域分割細分化が行われない（MDCTは使わない）。また、ハフマン符?化による可逆?縮も行われない。そのためビットレ?トがかなり高く、約1/4にしか?縮できないが、エンコ?ドが非常に速い。 PASC として デジタルコンパクトカセット （以下DCC）で採用されている。基本ビットレ?トは320 kbps（DCCでは384 kbps）。

MPEG-1/2 Audio Layer-2 [ 編集 ]

通?「 MP2 」と呼ばれるMP3の前身規格。?張子は「 .mp2 」か「 .mpc 」。比較的普及率の高い音??縮フォ?マット。

Video-CD や CSデジタル放送 （ 日本 ??では スカパ?! ）をはじめ、 D-VHS 、 DVD-Video 、 Blu-ray まで採用され、殆どの規格の基本フォ?マットとして使われている。?縮アルゴリズムはMP1とほぼ同?であり、MDCTを用いた各サブバンドごとのさらなる?域分割細分化は行われないし、ハフマン符?化による可逆?縮も行われない。?縮?率はMP1より高まっているが、約1/7程度に留まっている。基本ビットレ?トは特に規定は無いがVideo-CDに使われている224 kbps、または256 kbpsが標準として用いられる場合が多い。

MPEG-2 Audio Layer-3 [ 編集 ]

通常はMPEG-2 AudioBCと呼ばれることが多い。サンプリング周波?の低いMP3に使われる規格で、主に24 kHz と22.05 kHz、16 kHzで扱われる。他はMPEG-1 Audio Layer-3と?わらない。他にもMPEG-2.5が存在している。

なお24 kHz 以下の サンプリング周波? のものはすべてこれと見なせる?、 Windows のWAVに標準で使える MPEG Layer-3 コ?デック がこれとなる。

MPEG-1 Audio Layer-4 [ 編集 ]

ここで言うMP4は、一般的に言われる MP4 とはまったく別である。

MP3からの派生品に MP4 (MPEG-1 Audio Layer-4) がある。これは?縮技術ではなく 著作?保護 を目的とした規格として開?され、音?部分の技術はMP3と?わらなかった ^[9] 。

利便性が?く、更に MP3プレイヤ? などでは再生できないという互換性の問題も生じている。その後、MP3よりも高?縮、高音質で著作?保護を謳う「WMA」や「AAC」などの登場により、またコンテナ形式の一種である MP4コンテナ (MPEG-4 Part 14) の登場により普及どころか殆どその名を?さずに終ってしまっている。

mp3PRO [ 編集 ]

2001年 に?表された、MP3をベ?スに?縮率を向上させた規格。ほとんど普及していない。

MP3 Surround [ 編集 ]

MP3を最大5.1チャンネルに?張した サラウンド 音?フォ?マット。2004年?表。ほとんど普及していない。

mp3HD [ 編集 ]

2009年にトムソン社が?表した 可逆?縮 音?フォ?マット。他のロスレスフォ?マット（FLAC、Apple Lossless、WMA Lossless等）と同程度の?縮率（?ね50パ?セント）で可逆?縮を行う。??のMP3のストリ?ムも格納されるため、非??の機器やソフトウェアでもMP3部分が再生可能 ^[10] 。ほとんど普及していない。

特許と代替技術 [ 編集 ]

MP3とVorbisの比較

最初は無?縮のWAVEファイルである。次に48 kbpsのVorbisで、最後は LAME でエンコ?ドされた48 kbps MP3である。

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この音?や映像がうまく視?できない場合は、 Help:音??動?の再生 をご?ください。

mp3PRO 、 AAC 、 MP2 はMP3とほぼ同じような 音響心理?モデル を利用している。 フラウンホ?ファ? がこれらのフォ?マットの多くの基本 特許 を持っており、 ドルビ? 、 ソニ? 、 Thomson Consumer Electronics 、 AT&T も同?である。他にオ?プンソ?スの?縮フォ?マットである Opus 、 Vorbis があり、フリ?で特許の制約がない。新しい音??縮フォ?マットの一種であるAAC、WMA Pro、VorbisはMP3エンコ?ダ?にあるようなMP3フォ?マット固有の制限に縛られない ^[11] 。

フラウンホ?ファ?は2017年4月23日、MP3に?する各種特許の保護期間が終了したと?表し ^[12] 、アメリカの公共ラジオ局 ナショナル?パブリック?ラジオ が同年5月11日に、フラウンホ?ファ?が所有するmp3技術のライセンス販?のライセンス期限が4月23日に終了した旨を報じている ^[13] 。

非可逆?縮フォ?マットのほかに 可逆?縮コ?デック がMP3の意義深い代替になりうる。可逆?縮は音?の中身を?えないが容量は非可逆?縮よりも?大する。可逆?縮には FLAC や Apple Lossless などがある。

脚注 [ 編集 ]

注? [ 編集 ]

出典 [ 編集 ]

?連作品 [ 編集 ]

• スティ?ブン?ウィット著、?美和?『誰が音?をタダにした？』2016年、早川書房、 ISBN 978-4-15-209638-8

?連項目 [ 編集 ]