Un MP3 è un file audio digitale compresso con uno standard definito dal Motion Pictures Experts Group (MPEG). MPEG è stato formato per sviluppare tecniche per gestire il video digitale; poiché la maggior parte dei video contiene anche audio, questo formato è stato sviluppato come estensione audio di quell’opera. Ufficialmente noto come “MPEG-1, Layer 3”, MP3 è un algoritmo di compressione con perdita di dati che utilizza la modellazione psicoacustica per ridurre le dimensioni dei file audio fino al 90%.
La psicoacustica sfrutta le carenze del sistema uditivo umano per buttare via bit digitali corrispondenti a suoni che non possono essere uditi. L’orecchio umano non può sentire suoni deboli in presenza di suoni forti con una frequenza simile; ad esempio, una conversazione vocale diventa impercettibile quando un jet vola basso sopra la testa. Questo effetto è noto come mascheramento uditivo e, se eseguito correttamente, i suoni scartati non verranno persi.
MP3 è un algoritmo con perdita, nel senso che i bit originali non possono essere ricreati dai bit compressi. In termini di udito, tuttavia, il formato è senza perdite perché l’orecchio umano non può distinguere tra una registrazione di CD e una sua versione codificata correttamente. Gli MP3 raggiungono questa trasparenza a una velocità in bit di circa 256 kilobit al secondo, o circa un sesto degli 1.4 megabit al secondo richiesti dal formato compact disc.
È possibile registrare MP3 a velocità in bit inferiori, risparmiando ancora più spazio, ma le differenze udibili iniziano ad apparire a velocità inferiori a 128 kilobit al secondo. A questi bit rate più bassi, il formato può utilizzare un trucco noto come stereo congiunto per migliorare la qualità. L’audio è generalmente costituito da tracce audio sinistra e destra. Joint stereo combina, quando possibile, i suoni comuni a entrambe le tracce sinistra e destra in un’unica traccia. Invece di sinistra e destra, ha canali “comuni” e “diversi”.
Essendo uno standard aperto, e quindi disponibile a chiunque, ha svolto un ruolo importante nell’adozione diffusa del formato di file MP3. Sebbene implementazioni specifiche, come quelle del Fraunhofer Institute, possano essere protette da brevetti, esistono numerose implementazioni open source. I file in questo formato erano originariamente riproducibili solo su computer, ma da allora sono stati sviluppati lettori portatili economici.