Forschung in Ilmenau "Vater der MP3" tüftelt an 3D-Akustik

Karlheinz Brandenburg war einer der Miterfinder der MP3. In Ilmenau forscht er heute an einer Technologie, die das Hören räumlich erfahrbar machen soll. Für sein Lebenswerk erhielt er jüngst die Helmholtz-Medaille.

Mp3 Mit-Erfinder KarlHeinz Brandenburg mit Kopfhörern.
"Personalized Auditory Reality" heißt die neue Vison, die Karlheinz Brandenburg verfolgt. Bildrechte: Fraunhofer IDMT

Heute ist Karlheinz Brandenburg Seniorprofessor und Direktor des Instituts für Medien und Mobilkommunikation der Technischen Universität Ilmenau. Als Miterfinder der MP3 hat er Musikgeschichte geschrieben: Er hat die Möglichkeiten der Datenverarbeitung und -übermittlung durch das Verfahren der Audio-Kompression revolutioniert.

Am 16. August wurde er von der Deutschen Gesellschaft für Akustik (DEGA) für sein "herausragendes Lebenswerk zur akustischen Signalverarbeitung"  mit der Helmholtz-Medaille ausgezeichnet. 2006 wurde ihm bereits das Verdienstkreuz am Bande des Verdienstordens der Bundesrepublik Deutschland verliehen.

Seit 2014 in der "Internet Hall of Fame"

Der Miterfinder des digitalen Musikformats MP3 wurde 2014 in die "Internet Hall of Fame" aufgenommen und damit als einer der Wegbereiter des Internets gewürdigt. Mit seiner maßgeblichen Rolle bei der Entwicklung des MP3-Standards habe er außerordentlich zur Entwicklung und Verbreitung des Datennetzwerks beigetragen. Mit der Auszeichnung steht Brandenburg in einer Reihe mit Digital-Größen wie dem Erfinder des Betriebssystem Linux, Linus Torvalds, oder dem Gründervater des World Wide Web, Tim Berners-Lee. Seit 2012 vergibt die Internet Society die Ehrung und setzt sich damit für die Weiterentwicklung der Internet-Infrastruktur und offenen Zugang zu Wissen im Netz ein.

Vision: Hören, "mit dem Gefühl woanders zu sein"

Noch heute tüftelt der "Vater des MP3" im Dienste der Wissenschaft am perfekten Klang. "PARty" heißt seine neue Vision. Dies steht für Personalized Auditory Reality. Ziel ist eine Technologie, die es ermöglichen soll, über einen Kopfhörer Töne hören zu können, "mit dem Gefühl woanders zu sein", sagt Brandenburg. Störende Lärmgeräusche bei Gesprächen am Smartphone etwa sollen darüberhinaus so auch durch intelligentes Hören "weggefiltert" werden können.

"Wir denken, dass wir in einem Zusammenwirken zwischen neuester Psychoakustik und Wahrnehmungsforschung einerseits und vielen KI-Technologien andererseits ein ganzes Stück vorankommen", erklärt er. Hier gäbe es nun erste vorführbaren Ergebnisse bei dem Projekt "PARty", an dem auch die Medientechnik der TU Ilmenau und das Institut Fraunhofer Digitale Medientechnologie beteiligt sind.

'Personalized Auditory Reality' ist die Vision, dass es das für das Ohr geben kann, was Brillen für Brillenträger sind.

Karlheinz Brandenburg, Miterfinder der MP3

Wo geht die Reise noch hin? "Ich bin immer noch Fan von Livemusik. Das Erlebnis, irgendwo mit vielen anderen Leuten Musik zu hören, das kann man nicht duplizieren. Wir haben auch gelernt, woran das liegt: Das gehört zur Psychologie des Hörens dazu – all die Nebengeräusche und alles darum herum. Das wird auch in 20 Jahren noch so sein. Was aber eben in 20 Jahren sehr viel besser gehen wird, ist, dass wir die Wahl haben werden, ob wir die Musiker virtuell direkt hören wollen oder nicht", erklärt Karlheinz Brandenburg.

Die Geschichte der MP3

Alles fing an in Erlangen, am Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen. Eine Gruppe um Brandenburg stellte sich die Frage, wie die großen Datenmengen bei Musik komprimiert werden könnten, ohne dass die Stücke selbst einen Qualitätsverlust erleiden. Das Forscherteam stellte sich in den 1980er-Jahren der gängigen Meinung entgegen, dass man zwar Bilder, Videos und Sprache, aber auf keinen Fall Musik verlustfrei komprimieren könne. Dafür sei dieses Medium einfach zu komplex.

Audiomannschaft in Erlangen aus dem Jahre 1987.
Das Team der Audioforscher in Erlangen aus dem Jahre 1987, in dem Karlheinz Brandenburg an der MP3 getüftelt hat. Bildrechte: Fraunhofer IIS/Kurt Fuchs

Musik mit deutlich reduzierter Datenmenge gespeichert

Karlheinz Brandenburg ließ sich nicht beirren und forschte an einem neuen Format. Damit das möglich wurde, musste geklärt werden, wie sich die Bitrate von Musikstücken verringern lässt, also die Datenmenge, die pro Sekunde übertragen wird. Unkomprimierte Dateiformate waren schlicht zu groß, um sie auf Festplatten der damaligen Größenordnung zu speichern oder über das noch recht junge Internet zu verschicken.

Der erste Versuch, Musik mit denselben Mitteln wie Sprache zu komprimieren, scheiterte. Ein neuer Algorithmus wurde entwickelt, der diejenigen Frequenzen herausschneidet, welche für das menschliche Ohr ohnehin nicht oder nur kaum wahrnehmbar sind. Heraus kam MP3, ein Format, dass Musik mit deutlich reduzierter Datenmenge codiert und speichert.

Hör-Experimente mit vielen Songs

Professor Brandenburg und sein Team war für die Entwicklung regelmäßig in Plattenläden unterwegs, um genug Hörbeispiele zu sammeln, schließlich musste ausgiebig getestet und optimiert werden. Und diese mussten so divers wie möglich sein – einfache und komplexe Songs aus allen möglichen Genres. Bei der Entwicklung von MP3 machten erstaunlicherweise vor allem simplere Lieder, mit nur einem Instrument oder ausschließlich Gesang deutlich mehr Probleme als die, in denen viel los ist. Das liegt daran, dass bei komplexeren Songs die Dichte der Informationen höher ist und dadurch mehr Töne bei der Aufnahme entstehen, die für das normale Hören nicht nötig sind. Bei einem simplen Track mit nur einer Spur gibt es viel weniger Möglichkeiten, überflüssiges herauszufiltern.

MP3-Player verdrängt Discman

Besonders für den Musikgenuss unterwegs war MP3 bahnbrechend. Vorher war dieser nur über Discmans möglich, die portablen CD-Spieler. Doch die waren sehr stoßempfindlich und nicht für die Hosentasche geeignet. Außerdem musste man eine größere Auswahl an CDs bei sich haben, um nicht immer dasselbe hören zu müssen. Mit der Erfindung des MP3-Formats entstanden kurze Zeit später auch die ersten MP3-Player, Geräte so groß wie Streichholzschachteln.

Der erste MP3-Player, der "MPMan F10" wurde 1998 vorgestellt und kam mit 32 MB Speicherplatz daher, das entspricht etwa acht durchschnittlich langen Songs. Die Kapazitäten sollten sich in den folgenden Jahren immer weiter steigern und auch der Tech-Gigant Apple schaltete sich mit seinem iPod im Jahr 2001 ein. Ein neues Zeitalter war angebrochen und die Tage der CD waren gezählt.

Meilensteine MP3 4 min
Bildrechte: MITTELDEUTSCHER RUNDFUNK

Meilensteine der Mediengeschichte MP3

Meilensteine der Mediengeschichte: MP3

Das Fraunhofer-Institut stürzte die Musikindustrie in die Krise. Auf praktische Größe komprimierte Musiktitel führten zu illegalen Tauschbörsen, deren Erfolge erst durch iTunes und Streamingdienste eingedämmt wurden.

Fr 12.07.2019 09:15Uhr 03:54 min

https://www.mdr.de/medien360g/medienwissen/meilensteine-der-mediengeschichte-mpdrei-100.html

Rechte: MITTELDEUTSCHER RUNDFUNK

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Musik-Streaming auch auf MP3-Basis

2001 wurde das noch junge Format im MDR-Erfindermagazin "Einfach genial" vorgestellt, welches gerade seinen 25. Geburtstag feiert. Damals kostete ein MP3-Player um die 300 Mark, umgerechnet circa 150 Euro. Heute sind Geräte, die ausschließlich zur Musikwiedergabe für unterwegs gedacht sind, selten zu finden. Doch auch heute wird Musik übertragen, versendet und allem voran gestreamt – auch dafür benötigt es komprimierte Dateiformate wie MP3. Einer der größten Musik-Streaminganbieter Google Play Music nutzt es bis heute und sämtliche Nachfolgetechnologien basieren auf MP3.

Festveranstaltung zu 20 Jahre  Audiocodierung am Fraunhofer IIS  am 25.05.2007 in Erlangen
Bild von der Festveranstaltung zu 20 Jahre Audiocodierung am Fraunhofer IIS am 25.05.2007 in Erlangen. Bildrechte: Fraunhofer IIS/Kurt Fuchs

Millionenbeträge durch Patentierung – und damit wieder Geld für neue Forschungsprojekte

Ohne die Erfindung der MP3 und damit also ohne Karlheinz Brandenburg würden wir Musik heute nicht konsumieren, wie wir es tun und das Internet hätte nie in diesem Maße zur Musikverbreitung beigetragen. Doch auch eine Erfindung wie diese ist ohne die richtige Vermarktung und Lizensierung nicht viel wert. Durch geschickte Patentierung hat das Fraunhofer Institut jedes Jahr bis 2017 hohe zweistellige Millionenbeträge eingenommen. Geld, was an anderer Stelle wieder reinvestiert werden kann.

Karlheinz Brandenburg selbst hält bis heute unzählige Patente. Doch so wichtig wie eine gute Idee ist es auch, dass andere davon erfahren. "Unterschätzt nicht, wie wichtig das Marketing ist. Es ist wichtig, den Leuten zu erzählen, was es da Tolles gibt", gibt er Tüftlern mit auf dem Weg. Hier bedürfe es viel technischer Arbeit und auch viel Zeit, um den finanziellen Rahmen zu planen. Und ganz wichtig, so Karlheinz Brandenburg, ist mitzudenken: "Wie kriege ich das unter die Leute?"

Quelle: Einfach Genial

25 Jahre "Einfach Genial"

Dieses Thema im Programm: MDR FERNSEHEN | Einfach Genial | 31. August 2021 | 19:50 Uhr

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