Winner 2000

MP3-Komprimierung

MP3-Komprimierung von Audiosignalen in Hi-Fi-Qualität für Internet und Rundfunk: Kompression von Musiksignalen

Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Brandenburg (Spokesperson)
Dr.-Ing. Bernhard Grill
Dipl.-Ing. Harald Popp
Fraunhofer-Arbeitsgruppe Elektronische Medientechnologie des IIS-A, Ilmenau
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS-A, Erlangen

(f.l.t.r.) Dr.-Ing. Bernhard Grill, Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Brandenburg, Dipl.-Ing. Harald Popp

Um Musik übers Internet zu verbreiten, muss man sie in digitale Dateien packen. Doch die brauchen viel Speicherplatz. Kann man die Musikstücke so komprimieren, dass sie dabei nicht an Qualität einbüßen?

Karlheinz Brandenburg, Bernhard Grill und Harald Popp haben gezeigt, dass das möglich ist - und mit dem von ihnen entwickelten MP3-Verfahren eine Revolution in der Musikwelt losgetreten. Karlheinz Brandenburg leitet die Ilmenauer Arbeitsgruppe Elektronische Medientechnologie des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS-A) und ist Vertretungsprofessor für Elektronische Medientechnik an der TU Ilmenau. Bernhard Grill ist Leiter der Abteilung Audio/Multimedia am Erlanger IIS-A, Harald Popp arbeitet dort an der Entwicklung digitaler Schaltungen und leitet die Studio-Abteilung.

Schrumpfen ohne Qualitätsverlust

MP3 hat sich als Kürzel für MPEG Audio Layer-3 eingebürgert – einen internationalen Standard zur Kompression von digitalen Audiosignalen. Er ermöglicht es, Musiksignale auf acht Prozent der Datenmenge zu reduzieren – und das fast ohne hörbaren Unterschied zum Original.

Damit lässt sich auf einem Computer zwölf Mal so viel Musik speichern, Musik aus dem Internet lässt sich zwölf Mal so schnell herunterladen, und über den digitalen Rundfunk können zwölf Mal so viele Programme auf Sendung gehen.

Nachdem zuvor vor allem am Lehrstuhl für Technische Elektronik der Universität Erlangen-Nürnberg die Grundlagen für die MP3-Technologie erarbeitet worden waren, trieben die Fraunhofer-Forscher aus Erlangen und Ilmenau die Standardisierung des Verfahrens voran. Sie entwickelten technische Lösungen, mit denen sich MP3 etwa auf dem PC sehr einfach anwenden lässt. Die konsequente Nutzung des Internets als Marketinginstrument machte den neuen Standard für Musik bekannt und sorgte für seine weite Verbreitung.

Der Musikmarkt wird aufgemischt

ie Entwicklung von MP3 hat dazu geführt, dass sich in der Musikindustrie der Paradigmenwechsel beschleunigt hat: weg von Schallplatte, CD und DVD und hin zu Musik als Kulturgut, das nicht an greifbare Medien gebunden ist. Die Art und Weise, wie Musik verbreitet und konsumiert wird, verändert sich durch die MP3-Technologie radikal. Die Musikbranche hat darauf reagiert und 1999 eine Initiative gegründet, in der rund 120 internationale Unternehmen die Anforderungen an den Musikvertrieb der Zukunft beraten und gestalten.

Inzwischen ist MP3 zum Symbol einer aufstrebenden neuen Industrie geworden. Ein riesiger Markt ist entstanden, auf dem auch deutsche Unternehmen kräftig mitmischen.

Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.

Das Projekt „Komprimierung von Audiosignalen in Hi-Fi-Qualität für Internet und Rundfunk“ wurde von der Fraunhofer-Gesellschaft e.V. vorgeschlagen.

Weitere Details

Lebensläufe

Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Brandenburg

Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Brandenburg

20.6.1954
geboren in Erlangen, Bayern
1973
Abitur
1974 – 1982
Studium der Elektrotechnik und der Mathematik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
1980
Diplom Elektrotechnik
1982
Diplom Mathematik
1982 – 1989
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Technische Elektronik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
1989
Promotion
1989 – 1990
Postdoctoral member of technical staff bei AT&T Bell Laboratories Murray Hill, USA
1990 – 1993
Akademischer Rat auf Zeit am Lehrstuhl für Technische Elektronik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
1993 – 1999
Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS-A) Erlangen
Seit 2000
Inhaber des Lehrstuhls Elektronische Medientechnik und Direktor des Instituts für Medientechnik an der Technischen Universität Ilmenau
2000 – 2005
Leiter der Fraunhofer-Arbeitsgruppe für Elektronische Medientechnologie AEMT, Ilmenau
seit 2004
Direktor des Fraunhofer-Instituts für Digitale Medientechnologie IDMT, Ilmenau

Ehrungen:

1990
Promotionspreis der Technischen Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg
1994
Fellowship Award der Audio Engineering Society (AES)
1996
Innovationspreis der Bayerischen Staatsregierung: Anerkennung (zusammen mit Prof. Dr. Heinz Gerhäuser für das Team in Erlangen)
1998
AES silver medal award, for continued contributions and leadership to the art and science of perceptual audio coding
2000
Engineering Excellence Award – Region 10 des Institute of Electrical ans Electronis Engineers (IEEE)
2000
Deutscher Zukunftspreis
2001
Deutscher Internet Award NEO
2002
ISO/IEC 13818-7: 1997-Award / Information Technology (zusammen mit Dr.-Ing. Bernhard Grill, Dr.-Ing. Jürgen Herre und Dipl.-Ing. Ralph Sperschneider)
2003
Publications Award der Audio Engineering Society (zusammen mit Dr. John G. Beerends, Roland Bitto, Catherine Colomes, Bernhard Feiten, Michael Keyhl, Christian Schmidmer, Dr.-Ing. Thomas Sporer, Gerhard Stoll, Thilo Thiede, William C. Treurniet)
2004
Masaru Ibuka Consumer Electronics Award des IEEE
2004
Thüringer Forschungspreis 2003 in der Kategorie »Angewandte Forschung« (zusammen mit Dr.-Ing. Sandra Brix, Dr.-Ing. Thomas Sporer)
2004
Sputnik Innovator Award
2006
Verdienstkreuz am Bande des Verdienstordens der Bundesrepublik Deutschland
2007
Mitglied der "Consumer Electronics Hall of Fame" (zusammen mit Prof. Dr. Dieter Seitzer und Prof. Dr. Heinz Gerhäuser stellvertretend für das Fraunhofer-Forscherteam)

Dr.-Ing. Bernhard Grill

Dr.-Ing. Bernhard Grill

5.1.1961
geboren in Schwabach, Bayern
1980
Abitur
1980 – 1981
Wehrdienst
1981 – 1987
Studium der Elektrotechnik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
1987
Diplom
1988 – 1995
Entwicklung und Implementierung von Audiocodierverfahren am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS-A) Erlangen
1995 – 1998
Mitabeiter des Lehrstuhls für Technische Elektronik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
1999
Leitung der Gruppe Audio-Research am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS-A) Erlangen
seit 2000
Leitung der Abteilung Audio/Multimedia am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS-A) Erlangen
2001
Promotion an der an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Ehrungen:

1992
Joseph-von-Fraunhofer-Preis der Fraunhofer Gesellschaft
1999
ISO-Award der International Organization for Standardization ISO
2000
Fellowship Award der Audio Engineering Society
2000
Deutscher Zukunftspreis

Dipl.-Ing. Harald Popp

Dipl.-Ing. Harald Popp

30.09.1956
geboren in Erlangen
1975
Abitur
1981
Abschluss als Diplom-Ingenieur im Fach Elektrotechnik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
1982 – 1984
Wissenschaftlicher Mitarbeiter an einem Technologietransfer-Projekt zur Kabelfehlerortung an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
1984 – 1985
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Zentrum für Mikroelektronik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
seit 1985
Wissenschaftlicher Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS-A) Erlangen
1985 – 1990
Entwicklungsingenieur für digitale Schaltungen auf Board-Level
1987
Beginn der Entwicklung von Multi-DSP-basierten Echtzeit-Audiocodiersystemen
1990
Beginn der Entwicklung von studiotauglichen Audio-Codecs („ASPEC 91“) für hochwertige Tonübertragung über ISDN-Telefonleitungen
1990 – 1994
Leiter der Hardware-Gruppe in der Abteilung Informationselektronik
1995 – 1997
Leiter der Video-Gruppe in der Abteilung Audio & Multimedia
1998 – 2003
Leiter der Studio-Abteilung
seit 2004
Leiter der Abteilung Multimedia-Echtzeitsysteme

Ehrungen:

2000
Deutscher Zukunftspreis

Kontakt

Projektsprecher:

Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Brandenburg
Elektronische Medientechnologie des IIS-A
Am Ehrenberg 8
98693 Ilmenau
Tel.: +49 (0) 3677 / 66 94 019
Fax: +49 (0) 3677 / 69 64 024
E-Mail: bdg@iis.fhg.de

Projekt-Team:

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS-A
Am Weichselgarten 3
91058 Erlangen

Pressekontakt:

Elvira Gerhäuser
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS-A
Am Weichselgarten 3
91058 Erlangen
Tel.: +49 (0) 9131 / 77 61 30
Fax: +49 (0) 9131 / 77 61 39
E-Mail: eghs@iis.fhg.de

Beschreibung der Institute und Unternehmen zu ihren nominierten Projekten

MP3 ist die heute übliche Kurzbezeichnung für den ISO/IEC-Standard zur Kompression von digitalen Audiosignalen. Dieser Standard ist Teil der Familie der MPEG (Moving Pictures Experts Group) - Standards zur digitalen Kompression von Audio- und Videosignalen, wie sie heute im digitalen Rundfunk und im Internet eingesetzt werden.

MPEG Audio Layer-3 (kurz: MP3) erlaubt die Kompression von Musiksignalen auf ca. 8% der sonst notwendigen Datenmenge fast ohne hörbare Unterschiede zum Originalsignal. Damit kann auf einem Computer zwölf Mal soviel Musik gespeichert werden, Musik über das Internet zwölf Mal so schnell herunter geladen werden, und bei gegebener Frequenzzuteilung über digitales Radio können zwölf Mal mehr Rundfunksender auf Sendung sein.

Die Verfügbarkeit von MP3 als Kompressionsverfahren hat bewirkt, dass in der Musikindustrie der Paradigmenwechsel von physikalischen Medien (Schallplatte, MC, CD oder DVD-Audio) hin zur Sicht von Musik als nicht an physikalische Medien gebundenes Gut beschleunigt in Gang gekommen ist.

Nachdem in früheren Jahren Kopierschutzverfahren wie das ebenfalls am IIS in Erlangen entwickelte MMP (MultiMedia protection Protocol) nur in wenigen Anwendungen zum Zuge kamen, hat die internationale Musikindustrie als Reaktion auf die Verbreitung von MP3 Anfang des letzten Jahres die SDMI (Secure Digital Music Initiative) - Gruppe ins Leben gerufen. In diesem Industriekonsortium mit Teilnahme von ca. 120 internationalen Firmen aus der Musikindustrie, Consumer-Elektronik-Industrie und Computer-Industrie sowie von führenden Technologiefirmen (einschließlich des Fraunhofer-IIS-A) werden Anforderungen an den Musikvertrieb der Zukunft beraten.

MP3 ist heute das Symbol und Markenzeichen für eine neu aufstrebende Industrie mit „alten“ Firmen aus dem Elektronik- und Halbleiterbereich, aber auch neuen Firmen mit Börsenbewertungen schon im Millardenbereich. Die Produkte dieser Firmen sind: Halbleiterprodukte zur Encodierung von MP3, MP3-Player, Musikvertrieb über ISDN oder Internet, Software zur Codierung und Decodierung von MP3-Daten oder zur Organisation von persönlichen Musikarchiven („Jukebox-Systeme“), professionelle Geräte und Radios für den digitalen Rundfunk und weitere Sparten von professionellen und Consumer-Geräten.

Deutsche Firmen mit erheblichem Umsatz und/oder erheblichen Investitionen in den Bereich MP3 sind unter anderem: Micronas-Intermetall in Freiburg, Dialog-4 GmbH, Meister Electronic GmbH, Pontis GmbH in Regensburg, Opticom GmbH in Erlangen. Die Leistungen des Teams erstrecken sich auf drei Phasen der Arbeiten an MP3. In den Jahren von 1985 bis 1988 fand die Grundlagenforschung vor allem am Lehrstuhl für Technische Elektronik der Universität Erlangen-Nürnberg statt.

Von 1988 bis 1994 erfolgte die Standardisierung. Das Fraunhofer-IIS bildete mit anderen bedeutenden Firmen eine strategische Allianz, deren Verfahren den Spitzenplatz bezüglich der Tonqualität errang und schließlich zum MP3-Standard führte. Dieser erhält die wesentlichen Elemente der Vorschläge aus Erlangen.

In den Jahren 1994 bis heute wurde ein erfolgreiches MP3-Lizenzprogramm entwickelt und setzte sich auf dem Markt durch. Fraunhofer-IIS entwickelte effektive MP3-Lösungen auf unterschiedlichen Plattformen - zunächst auf digitalen Signalprozessoren (DSPs), später auf PC- und Chipebene. Die konsequente Nutzung des Internets als Marketinginstrument machte Layer-3 bekannt und sorgte für seine Verbreitung. In enger Kooperation mit Thomson Multimedia entstand ein marktgerechtes Lizenzprogramm für MP3-Software und -Patente.

Informationen und Kontakt zum Deutschen Zukunftspreis unter:

E-Mail: info@deutscher-zukunftspreis.de
Internet: www.deutscher-zukunftspreis.de

Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.

Das Projekt „Komprimierung von Audiosignalen in Hifi-Qualität für Internet und Rundfunk“ wurde von der Fraunhofer-Gesellschaft vorgeschlagen.

Nominiert 2000 · TEAM 2