本 ほん フォーマットでは、1411.2 kbps で収録 しゅうろく されている音楽 おんがく CD規格 きかく のPCM などを、後述 こうじゅつ する範囲 はんい 内 ない で任意 にんい のビットレート ・サンプリング周波数 しゅうはすう 等 ひとし を設定 せってい し、圧縮 あっしゅく することができる。
狭義 きょうぎ のMP3は、ビデオ圧縮 あっしゅく 規格 きかく であるMPEG-1 のオーディオ規格 きかく として開発 かいはつ された。非 ひ 可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく であり、それ以前 いぜん の規格 きかく であるMP1およびMP2を改良 かいりょう したものにあたる。当初 とうしょ は「MPEG-1 Audio Layer-3 」の略称 りゃくしょう だったが、のちに互換 ごかん 性 せい を持 も つ「MPEG-2 AudioBC (MPEG-2 Audio Layer-3) 」が加 くわ わったので、合 あ わせて「MPEG-1/2 Audio Layer-3 」とすることもある。更 さら に、非公式 ひこうしき 規格 きかく の「MPEG-2.5 Audio Layer-3 」を含 ふく む場合 ばあい もある。なお、MPEG-1 Audio Layer-3の仕様 しよう はISO 11172-3 (JIS X 4323、ただし2011年 ねん 1月 がつ 20日 はつか に廃止 はいし ) で規格 きかく 化 か されている。規格 きかく 書 しょ は有料 ゆうりょう であり、それゆえインターネット上 じょう では詳細 しょうさい な仕様 しよう は公開 こうかい されていない。
MP1 (MPEG-1 Audio Layer-1) 、MP2 (MPEG-1 Audio Layer-2) は前身 ぜんしん 規格 きかく でありMP3との互換 ごかん 性 せい はない。
また、MP3とMP4 の名称 めいしょう が類似 るいじ していることからMP4が同類 どうるい のAudio Layer-4と誤解 ごかい されるケースが見受 みう けられるが、MP4はあくまでMPEG-4 の関連 かんれん 規格 きかく であり、直接 ちょくせつ の関連 かんれん 性 せい はない規格 きかく である。また逆 ぎゃく にMP3がMPEG-3の略称 りゃくしょう であるとされるケースもあるが、MPEG-3は策定 さくてい 段階 だんかい でMPEG-2 規格 きかく に吸収 きゅうしゅう されているため存在 そんざい せず、これも同様 どうよう に誤解 ごかい である。
「MP3」という語 かたり は「データ圧縮 あっしゅく の規格 きかく やそれに基 もと づいて作成 さくせい されたファイルのフォーマット 」を指 さ すが、店頭 てんとう 広告 こうこく で「MP3が安 やす い」などの表現 ひょうげん が使 つか われるために、MP3が携帯 けいたい 型 がた デジタルオーディオプレーヤー そのものであると誤認 ごにん されることもある。
MP3圧縮 あっしゅく アルゴリズム は1991年 ねん 12月 、ドイツ のフラウンホーファー IIS(集積 しゅうせき 回路 かいろ 研究所 けんきゅうじょ )で発明 はつめい された。
これは1970年代 ねんだい 後半 こうはん 、フラウンホーファー の「電話 でんわ 回線 かいせん で音楽 おんがく 信号 しんごう を送信 そうしん する」というアイデアを実現 じつげん させたものである。
1995年 ねん 、フラウンホーファー はMPEGレイヤー3のファイル拡張子 かくちょうし を「.mp3 」と命名 めいめい 。[1] その特許 とっきょ 権 けん 収入 しゅうにゅう は2005年 ねん 時点 じてん で約 やく 1億 おく ユーロ に上 のぼ る。
MP3は、音声 おんせい の周波数 しゅうはすう 帯域 たいいき では極端 きょくたん な声質 せいしつ の劣化 れっか を伴 ともな わずに圧縮 あっしゅく でき[注 ちゅう 1] 、音声 おんせい をデジタル化 か するために用 もち いられた。後 のち に音楽 おんがく をCD などの音源 おんげん 媒体 ばいたい からパーソナルコンピュータ (PC) のハードディスクドライブ (HDD ) に取 と り込 こ む用途 ようと で広 ひろ く普及 ふきゅう した。
MP3は音 おと の聞 き こえ易 やす さの違 ちが い(周波数 しゅうはすう ごとの最小 さいしょう 可聴 かちょう 値 ち )や大 おお きな音 おと が鳴 な った際 さい に、その直前 ちょくぜん 直後 ちょくご や近 ちか い周波数 しゅうはすう の小 ちい さな音 おと が聞 き こえにくくなる現象 げんしょう (時間 じかん /周波数 しゅうはすう マスキング)等 とう の人間 にんげん の聴覚 ちょうかく 心理 しんり を利用 りよう した圧縮 あっしゅく を行 おこな うため、エンコーダの実装 じっそう (聴覚 ちょうかく 心理 しんり モデルの調整 ちょうせい )次第 しだい で圧縮 あっしゅく 後 ご の再生 さいせい 品質 ひんしつ は大 おお きく変化 へんか する。
音楽 おんがく 用途 ようと の評価 ひょうか が高 たか まると、MP3に対応 たいおう する携帯 けいたい 型 がた 音楽 おんがく プレーヤー が現 あら われ、これらはMP3プレーヤー と呼 よ ばれている。大 だい 容量 ようりょう のHDDを内蔵 ないぞう したプレーヤーなら1万 まん 曲 きょく 以上 いじょう の楽曲 がっきょく が収録 しゅうろく 可能 かのう であり、MP3による音楽 おんがく ファイルをCD-RやDVD-Rなどに書 か き込 こ むなら数 すう 百 ひゃく 曲 きょく や数 すう 千 せん 曲 きょく が収 おさ まり、対応 たいおう しているCD/DVDプレーヤーなどで再生 さいせい 可能 かのう である。
ボイスレコーダーでも、三洋電機 さんようでんき など以前 いぜん からMP3形式 けいしき での録音 ろくおん 可能 かのう な機種 きしゅ が発売 はつばい されていたメーカー以外 いがい にも、今 いま まで独自 どくじ 規格 きかく を採用 さいよう していたパナソニック やソニー 製 せい のボイスレコーダーでも、汎用 はんよう 性 せい 等 とう の観点 かんてん からMP3形式 けいしき での録音 ろくおん 可能 かのう な機種 きしゅ が出 で 始 はじ めている。
圧縮 あっしゅく したデータはサイズの減少 げんしょう から取 と り回 まわ しが容易 ようい となるため、通信 つうしん 回線 かいせん 上 じょう で転送 てんそう することも容易 ようい となり、インターネットラジオ などで広 ひろ く用 もち いられる一方 いっぽう 、著作 ちょさく 権 けん 者 もの が再 さい 配布 はいふ を認 みと めていない楽曲 がっきょく の不正 ふせい 配布 はいふ に用 もち いられることもある。これに対 たい し「MP3にデジタル著作 ちょさく 権 けん 管理 かんり 機能 きのう が付 つ いていないためだ」という主張 しゅちょう などがある。最近 さいきん [いつ? ] の音楽 おんがく 携帯 けいたい にはこのような事態 じたい を防 ふせ ぐべく、いわゆる著作 ちょさく 権 けん 保護 ほご に対応 たいおう するためのmp3としてセキュアmp3 を採用 さいよう している企業 きぎょう もある。
MP3が広 ひろ く普及 ふきゅう した要因 よういん として、無料 むりょう のエンコーダ ・デコーダ ソフトウェアが入手 にゅうしゅ 可能 かのう な点 てん が挙 あ げられる。1998年 ねん 以降 いこう にはドイツ のフラウンホーファー協会 きょうかい とフランス のトムソン社 しゃ がライセンス の保有 ほゆう を主張 しゅちょう しているが、フリーソフトウェア ライセンスで提供 ていきょう されているLAME などの無料 むりょう のエンコーダやWindows Media Player などの無料 むりょう の再生 さいせい ソフトウェアが入手 にゅうしゅ できたため、普及 ふきゅう を妨 さまた げることはなかった。Windows においては1999年 ねん 11月 にリリースされたWindows Media Player 6.4でMP3が標準 ひょうじゅん 対応 たいおう になり、爆発 ばくはつ 的 てき に普及 ふきゅう することになった。
MP3の後継 こうけい 規格 きかく としては、後発 こうはつ の標準 ひょうじゅん 規格 きかく 「AAC 」が「iTunes 」・「mora 」・「iPod 」・「着 ちゃく うた 」などで用 もち いられている。また同様 どうよう にMP3の代替 だいたい を目的 もくてき とした後発 こうはつ 規格 きかく としてマイクロソフト が開発 かいはつ した「WMA 」や、特許 とっきょ の制約 せいやく を受 う けない完全 かんぜん にフリーなコーデックとして開発 かいはつ された「Vorbis 」、可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく コーデックとして開発 かいはつ された「FLAC 」、ソニー が開発 かいはつ した「ATRAC 」などがある[注 ちゅう 2] 。
なお、WMAやATRAC については、デジタル著作 ちょさく 権 けん 管理 かんり の機能 きのう が備 そな わっているために、ネット上 じょう での音楽 おんがく 配信 はいしん サービスを行 おこな う事業 じぎょう 者 しゃ が採用 さいよう する傾向 けいこう がある。また、FLACは可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく のほか、ハイレゾ 級 きゅう のサンプリング周波数 しゅうはすう (主 おも に96kHz きろへるつ 、192kHz きろへるつ )・量子 りょうし 化 か ビット数 すう (主 おも に24bit)を用 もち いた超 ちょう 高音 こうおん 質 しつ の音楽 おんがく 配信 はいしん などが可能 かのう などという利点 りてん から採用 さいよう される機会 きかい が広 ひろ がりつつある。
2017年 ねん 4月 がつ 23日 にち 、フラウンホーファーIISおよびテクニカラー(旧 きゅう トムソン)によるMP3ライセンスプログラムが、基本 きほん 特許 とっきょ の存続 そんぞく 期間 きかん 満了 まんりょう により終了 しゅうりょう した[2] [3] 。これにより、これら特許 とっきょ がカバーしてきたMP3の基本 きほん 技術 ぎじゅつ はパブリックドメイン となった。
項目 こうもく
規定 きてい
アルゴリズム
サンプリング周波数 しゅうはすう
32 kHz きろへるつ , 44.1 kHz きろへるつ , 48 kHz きろへるつ (MPEG-1 Audio Layer-3)
16 kHz きろへるつ , 22.05 kHz きろへるつ , 24 kHz きろへるつ (MPEG-2 Audio Layer-3)
8 kHz きろへるつ , 11.025 kHz きろへるつ , 12 kHz きろへるつ (MPEG-2.5 Audio Layer-3)
入力 にゅうりょく サンプリング精度 せいど
制限 せいげん なし
チャンネル数 すう
ビットレート
32 kbps, 40 kbps, 48 kbps, 56 kbps, 64 kbps, 80 kbps, 96 kbps, 112 kbps, 128 kbps, 160 kbps, 192 kbps, 224 kbps, 256 kbps, 320 kbps (MPEG-1 Audio Layer-3)
8 kbps, 16 kbps, 24 kbps, 32 kbps, 40 kbps, 48 kbps, 56 kbps, 64 kbps, 80 kbps, 96 kbps, 112 kbps, 128 kbps, 144 kbps, 160 kbps (MPEG-2/2.5 Audio Layer-3)
チャンネルカップリング
和 わ 差 さ (ミッドサイド)ステレオ
共 きょう 包絡 ほうらく (インテンシティ)ステレオ
ビットレート制限 せいげん
最小 さいしょう 32 kbps、最大 さいだい 320 kbps (MPEG-1 Audio Layer-3)
最小 さいしょう 8 kbps、最大 さいだい 160 kbps (MPEG-2/2.5 Audio Layer-3)
MIME Type
audio/mpeg
[4]
audio/MPA
[5]
audio/mpa-robust
[6]
独自 どくじ 拡張 かくちょう として、以下 いか を用 もち いるソフトウェアも存在 そんざい する
audio/mp3
audio/mpg
audio/x-mp3
audio/x-mpeg
audio/x-mpg
x-audio/mp3
x-audio/mpeg
x-audio/mpg
ストリーミング
未 み 対応 たいおう
チェックサム
オプション
コピーガード
未 み 対応 たいおう
タグ情報 じょうほう
ID3タグ (ID3v1, ID3v2)
コンテナ対応 たいおう
ギャップレス再生 さいせい
未 み 対応 たいおう (要 よう MP3 Info (LAME Tag) フレーム対応 たいおう エンコーダ・プレイヤー)
16 kHz きろへるつ LPF処理 しょり
MP3では比較的 ひかくてき 低 てい ビットレートでのエンコード時 じ に16 kHz きろへるつ 付近 ふきん でLPFを掛 か けるエンコーダが多 おお い。これはフォーマット上 じょう の制約 せいやく から高周波 こうしゅうは 成分 せいぶん の記録 きろく には多 おお くのデータ量 りょう を必要 ひつよう とするため、全体 ぜんたい の品質 ひんしつ を保 たも つためにはビットレートを大 おお きく上 あ げなければならなくなるからである[7] 。
LPFを外 はず せばスペクトログラム 上 うえ での見 み かけは周波数 しゅうはすう 特性 とくせい が良 よ くなったように見 み えるが、聴覚 ちょうかく 上 じょう の品質 ひんしつ は低下 ていか している事 こと が多 おお い。カットオフ周波数 しゅうはすう を低 ひく くすると、特 とく にビットレートの低 ひく い場合 ばあい で聴覚 ちょうかく 上 じょう の音質 おんしつ が向上 こうじょう する。高 こう ビットレートでのエンコードでは高周波 こうしゅうは 成分 せいぶん の記録 きろく にゆとりが出 で てくるので、ビットレートに応 おう じてLPFのカットオフ周波数 しゅうはすう を変 か えるエンコーダがほとんどである。
メタデータはファイルに楽曲 がっきょく 情報 じょうほう などを持 も たせる規格 きかく で、ID3タグ やXing などが存在 そんざい する。
ID3には、ファイルの末尾 まつび に付加 ふか されるID3v1と、ファイルの先頭 せんとう に付加 ふか されるID3v2が存在 そんざい する。
なお、ID3v1とID3v2の両方 りょうほう をファイルに埋 う め込 こ んでもよい[8] 。
MP3のデータ情報 じょうほう を持 も たせる規格 きかく 。可変 かへん ビットレート (VBR )のファイルの再生 さいせい 時間 じかん を算出 さんしゅつ する為 ため に用 もち いられる事 こと が多 おお いことからVBRタグ とも呼 よ ばれる。
MPEG-2にもAudio Layer-3が存在 そんざい し、同様 どうよう にMP3と呼 よ ばれるが、規格 きかく 上 じょう ではMPEG-2 AudioBC (backward compatible ) が正式 せいしき である。この規格 きかく では圧縮 あっしゅく 方式 ほうしき は同 おな じだが、ビットレートの低 ひく いメディアのための高 こう 圧縮 あっしゅく 率 りつ 対応 たいおう やマルチチャンネル対応 たいおう がなされている。この形式 けいしき はヨーロッパ 向 む けのDVD で採用 さいよう されている。
通称 つうしょう 「MP1 」と呼 よ ばれ、拡張子 かくちょうし は「.mpa 」か「.mp1 」。
PCMデータの周波数 しゅうはすう 帯域 たいいき を帯域 たいいき 分割 ぶんかつ フィルタを用 もち いて32個 こ のサブバンドに分 わ け、聴覚 ちょうかく 心理 しんり モデルに基 もと づいてサブバンド毎 ごと に量子 りょうし 化 か する。各 かく サブバンドはさらなる帯域 たいいき 分割 ぶんかつ 細分 さいぶん 化 か が行 おこな われない(MDCTは使 つか わない)。また、ハフマン符号 ふごう 化 か による可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく も行 おこな われない。そのためビットレートがかなり高 たか く、約 やく 1/4にしか圧縮 あっしゅく できないが、エンコードが非常 ひじょう に速 はや い。PASC としてデジタルコンパクトカセット (以下 いか DCC)で採用 さいよう されている。基本 きほん ビットレートは320 kbps(DCCでは384 kbps)。
通称 つうしょう 「MP2 」と呼 よ ばれるMP3の前身 ぜんしん 規格 きかく 。拡張子 かくちょうし は「.mp2 」か「.mpc 」。比較的 ひかくてき 普及 ふきゅう 率 りつ の高 たか い音声 おんせい 圧縮 あっしゅく フォーマット。
Video-CD やCSデジタル放送 ほうそう (日本 にっぽん 国内 こくない ではスカパー! )をはじめ、D-VHS 、DVD-Video 、Blu-ray まで採用 さいよう され、殆 ほとん どの規格 きかく の基本 きほん フォーマットとして使 つか われている。圧縮 あっしゅく アルゴリズムはMP1とほぼ同様 どうよう であり、MDCTを用 もち いた各 かく サブバンドごとのさらなる帯域 たいいき 分割 ぶんかつ 細分 さいぶん 化 か は行 おこな われないし、ハフマン符号 ふごう 化 か による可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく も行 おこな われない。圧縮 あっしゅく 効率 こうりつ はMP1より高 たか まっているが、約 やく 1/7程度 ていど に留 とど まっている。基本 きほん ビットレートは特 とく に規定 きてい は無 な いがVideo-CDに使 つか われている224 kbps、または256 kbpsが標準 ひょうじゅん として用 もち いられる場合 ばあい が多 おお い。
通常 つうじょう はMPEG-2 AudioBCと呼 よ ばれることが多 おお い。サンプリング周波数 しゅうはすう の低 ひく いMP3に使 つか われる規格 きかく で、主 おも に24 kHz と22.05 kHz きろへるつ 、16 kHz きろへるつ で扱 あつか われる。他 た はMPEG-1 Audio Layer-3と変 か わらない。他 ほか にもMPEG-2.5が存在 そんざい している。
なお24 kHz 以下 いか のサンプリング周波数 しゅうはすう のものはすべてこれと見 み なせる為 ため 、Windows のWAVに標準 ひょうじゅん で使 つか えるMPEG Layer-3 コーデック がこれとなる。
ここで言 い うMP4は、一般 いっぱん 的 てき に言 い われるMP4 とはまったく別 べつ である。
MP3からの派生 はせい 品 ひん にMP4 (MPEG-1 Audio Layer-4) がある。これは圧縮 あっしゅく 技術 ぎじゅつ ではなく著作 ちょさく 権 けん 保護 ほご を目的 もくてき とした規格 きかく として開発 かいはつ され、音声 おんせい 部分 ぶぶん の技術 ぎじゅつ はMP3と変 か わらなかった[9] 。
利便 りべん 性 せい が悪 わる く、更 さら にMP3プレイヤー などでは再生 さいせい できないという互換 ごかん 性 せい の問題 もんだい も生 しょう じている。その後 ご 、MP3よりも高 こう 圧縮 あっしゅく 、高音 こうおん 質 しつ で著作 ちょさく 権 けん 保護 ほご を謳 うた う「WMA」や「AAC」などの登場 とうじょう により、またコンテナ形式 けいしき の一種 いっしゅ であるMP4コンテナ (MPEG-4 Part 14) の登場 とうじょう により普及 ふきゅう どころか殆 ほとん どその名 な を残 のこ さずに終 おわ ってしまっている。
2001年 ねん に発表 はっぴょう された、MP3をベースに圧縮 あっしゅく 率 りつ を向上 こうじょう させた規格 きかく 。ほとんど普及 ふきゅう していない。
MP3を最大 さいだい 5.1チャンネルに拡張 かくちょう したサラウンド 音声 おんせい フォーマット。2004年 ねん 発表 はっぴょう 。ほとんど普及 ふきゅう していない。
2009年 ねん にトムソン社 しゃ が発表 はっぴょう した可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく 音声 おんせい フォーマット。他 た のロスレスフォーマット(FLAC、Apple Lossless、WMA Lossless等 とう )と同 どう 程度 ていど の圧縮 あっしゅく 率 りつ (概 おおむ ね50パーセント)で可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく を行 おこな う。従来 じゅうらい のMP3のストリームも格納 かくのう されるため、非 ひ 対応 たいおう の機器 きき やソフトウェアでもMP3部分 ぶぶん が再生 さいせい 可能 かのう [10] 。ほとんど普及 ふきゅう していない。
最初 さいしょ は
無 む 圧縮 あっしゅく のWAVEファイルである。
次 つぎ に48 kbpsのVorbisで、
最後 さいご は
LAME でエンコードされた48 kbps MP3である。
mp3PRO 、AAC 、MP2 はMP3とほぼ同 おな じような音響 おんきょう 心理 しんり 学 がく モデル を利用 りよう している。フラウンホーファー がこれらのフォーマットの多 おお くの基本 きほん 特許 とっきょ を持 も っており、ドルビー 、ソニー 、Thomson Consumer Electronics 、AT&T も同様 どうよう である。他 た にオープンソースの圧縮 あっしゅく フォーマットであるOpus 、Vorbis があり、フリーで特許 とっきょ の制約 せいやく がない。新 あたら しい音声 おんせい 圧縮 あっしゅく フォーマットの一種 いっしゅ であるAAC、WMA Pro、VorbisはMP3エンコーダーにあるようなMP3フォーマット固有 こゆう の制限 せいげん に縛 しば られない[11] 。
フラウンホーファーは2017年 ねん 4月 がつ 23日 にち 、MP3に関 かん する各種 かくしゅ 特許 とっきょ の保護 ほご 期間 きかん が終了 しゅうりょう したと発表 はっぴょう し[12] 、アメリカの公共 こうきょう ラジオ局 きょく ナショナル・パブリック・ラジオ が同年 どうねん 5月 がつ 11日 にち に、フラウンホーファーが所有 しょゆう するmp3技術 ぎじゅつ のライセンス販売 はんばい のライセンス期限 きげん が4月 がつ 23日 にち に終了 しゅうりょう した旨 むね を報 ほう じている[13] 。
非 ひ 可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく フォーマットのほかに可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく コーデック がMP3の意義 いぎ 深 ふか い代替 だいたい になりうる。可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく は音声 おんせい の中身 なかみ を変 か えないが容量 ようりょう は非 ひ 可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく よりも増大 ぞうだい する。可逆 かぎゃく 圧縮 あっしゅく にはFLAC やApple Lossless などがある。
^ ただし圧縮 あっしゅく 後 ご の周波数 しゅうはすう 特性 とくせい やダイナミックレンジ などは原音 げんおん のそれらと比較 ひかく して劣化 れっか している。
^ ソニーは2004年 ねん 頃 ころ まで反 はん MP3の姿勢 しせい をとっていたことから、ウォークマン などの同社 どうしゃ 製品 せいひん のシェアを落 お とすこととなった。