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声音也分有损和无损,一次性认清各类音频格式的优缺点

声音也分有损和无损,一次性认清各类音频格式的优缺点

  发表时间:2017年11月16日  点击数:13939 次

  我们有时会遇到下载到播放机中的音讯文件显示出“格式不支援”的情况,这是源于每款播放机所采用的解码晶片不同,所支援的音讯格式也不尽相同。那么我们经常见到的这些音视频格式究竟是什么意思呢?

  1、PCM编码

  PCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写。前面的文字我们提到了PCM大致的工作流程,我们不需要关心PCM最终编码采用的是什么计算方式,我们只需要知道PCM编码 的音频流的优点和缺点就可以了。PCM编码的最大的优点就是音质好,最大的缺点就是体积大。我们常见的Audio CD就采用了PCM编码,一张光盘的容量只能容纳72分钟的音乐信息。

  2、WAVE

  这是由微软开发的早期的音频文件格式,符合 PIFF Resource Interchange File Format规范。所有的WAV都有一个文件头,这个文件头音频流的编码参数。WAV对音频流的编码没有硬性规定,除了PCM之外,还有几乎所有支持 ACM规范的编码都可以为WAV的音频流进行编码。WAV也可以使用多种音频编码来压缩其音频流,不过我们常见的都是音频流被PCM编码处理的WAV,但 这不表示WAV只能使用PCM编码,MP3编码同样也可以运用在WAV中,和AVI一样,只要安装好了相应的Decode,就可以欣赏这些WAV了。

  在Windows平台下,基于PCM编码的WAV是被支持得最好的音频格式,所有音频软件都能完美支持,由于本身可以达到较高的音质的要求,因此,WAV 也是音乐编辑创作的首选格式,适合保存音乐素材。因此,基于PCM编码的WAV被作为了一种中介的格式,常常使用在其他编码的相互转换之中,例如MP3转 换成WMA。

  3、MP3编码

  MP3格式全称是Moving PictureExperts Group Audio Layer III。距今已有30年历史,诞生于德国,MP3是指MPEG标准中的音讯部分压缩方式,简称为MP3。 MPEG音讯档的压缩是一种失真压缩,将音乐以10:1甚至12:1的压缩率,压缩成较小档。基本保持低音讯部分不失真,但是丢失了了音效档中12KHz到16KHz高音讯这部分的品质,相同长度的音乐档,用MP3格式来储存,一般只有wav档的1/10,而音质要次于CD格式或WAV格式的音效档。由于其档尺寸小,音质也较好,所以在它问世之初还没有什么别的音讯格式可以与之匹敌,因而为MP3格式的发展提供了良好的条件。

  MP3问世不久,就凭这较高的压缩比和较好的音质创造了一个全新的音乐领域,然而MP3的开放性却最终不可避免的导致了版权之争,在这样的背景之下,档更小,音质更佳,同时还能有效保护版权的MP4就应运而生了。 MP3和MP4之间其实并没有必然的联系,首先MP3是一种音讯压缩的国际技术标准,而MP4却是一个商标的名称。

  特点:音质一般,压缩率比较高,被大量软体和硬体支援,应用广泛,绝对是目前的主流。

  OGG是一种先进的有损的音讯压缩技术,正式名称是OggVorbis,是一种完全免费、没有专利限制的开源音讯格式。 OGG编码格式远比90年代开发成功的MP3先进,它可以在相对较低的资料速率下实现比MP3更好的音质。此外,Ogg Vorbis支持VBR(变数位元速率)和ABR(平均位元速率)两种编码方式, Ogg还具有位元速率缩放功能,可以不用重新编码便可调节档的位元速率。

  OGG格式可以对所有声道进行编码,支援多声道模式,而不像MP3只能编码双声道。多声道音乐会带来更多临场感,欣赏电影和交响乐时更有优势,这场革命性的变化是MP3无法支持的。在而且未来人们对音质要求不断提高, Ogg的优势将更加明显。

  特点:支持多声道,几乎得到所有的音讯编辑器的支持。

  4、MPC 编码

  MPC是又是另外一个令人刮目相看的实力派选手,它的普及过程非常低调,也没有什么复杂的背景故事,她的出现目的就只有一个,更小的体积更好的音 质!MPC以前被称作MP+,很显然,可以看出她针对的竞争对手是谁。但是,只要用过这种编码的人都会有个深刻的印象,就是她出众的音质。

  5、mp3PRO 编码

  2001年6月14日,美国汤姆森多媒体公司(Thomson Multimedia SA)与佛朗赫弗协会(Fraunhofer Institute)于6月14日发布了一种新的音乐格式版本,名称为mp3PRO,这是一种基于mp3编码技术的改良方案,从官方公布的特征看来确实相 当吸引人。从各方面的资料显示,mp3PRO并不是一种全新的格式,完全是基于传统mp3编码技术的一种改良,本身最大的技术亮点就在于 SBR(Spectral Band Replication频段复制),这是一种新的音频编码增强算法。它提供了改善低位率情况下音频和语音编码的性能的可能。这种方法可在指定的位率下增加音频的带宽或改善编码效率。

  SBR最大的优势就是在低数据速率下实现非常高效的编码,与传统的编码技术不同的是,SBR更像是一种后处理技术,因此解码器的算法的优劣直接影响到 音质的好坏。高频实际上是由解码器(播放器)产生的,SBR编码的数据更像是一种产生高频的命令集,或者称为指导性的信号源,这有点 midi的工作方式。  我们可以看到,mp3PRO其实是一种mp3信号流和SBR信号流的混合数据流编码。有关资料显示,SBR技术可以改善低数据流量下 的高频音质,改善程度约为30%,我们不管这个30%是如何得来的,但可以事先预知这种改善可以让64kbps的mp3达到128kbps的mp3的音质 水平(注:在相同的编码条件下,数据速率的提升和音质的提升不是成正比的,至少人耳听觉上是这样的),这和官方声称的64kbps的mp3PRO可以媲美 128kbps的mp3的宣传基本是吻合的。

  6、WMA

  WMA就是 Windows Media Audio编码后的文件格式,由微软开发,WMA针对的不是单机市场,是网络!竞争对手就是网络媒体市场中著名的Real Networks。微软声称,在只有64kbps的码率情况下,WMA可以达到接近CD的音质。

  和以往的编码不同,WMA支持防复制功能,她支持通过 Windows Media Rights Manager 加入保护,可以限制播放时间和播放次数甚至于播放的机器等等。WMA支持流技术,即一边读一边播放,因此WMA可以很轻松的实现在线广播,由于是微软的杰 作,因此,微软在Windows中加入了对WMA的支持,WMA有着优秀的技术特征,在微软的大力推广下,这种格式被越来越多的人所接受。

  7、RA(rm)

  RealAudio主要适用于在网路上的线上音乐欣赏,现在大多数的用户仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem,所以典型的重播并非最好的音质。有的下载网站会提示你根据你的Modem速率选择最佳的Real档。

  现在real的的档案格式主要有这么几种:有RA(RealAudio)、RM(RealMedia,RealAudioG2)、RMX(RealAudioSecured),还有更多。这些格式的特点是可以随网路频宽的不同而改变声音的品质,在保证大多数人听到流畅声音的前提下,令频宽较富裕的听众获得较好的音质。和WMA一样,RA不但都支持边读边放,也同样支持使用特殊协议来隐匿文件的真实网络地址,从而实现只在线播放而不提供下 载的欣赏方式。

  特点:充分利用宽频资源发挥音质潜力,适用于线上收听。

  8、APE

  APE是Monkey's Audio提供的一种无失真压缩格式。 Monkey'sAudio提供了Winamp的外挂程式支援,因此这就意味着压缩后的档不再是单纯的压缩格式,而是和MP3一样可以播放的音讯档案格式。这种格式的压缩比远低于其他格式,能够做到真正无损,因此获得了不少发烧用户的青睐。在现有不少无失真压缩方案种,APE是一种有着突出性能的格式,令人满意的压缩比以及飞快的压缩速度,成为了不少朋友私下交流发烧音乐的一个选择。

  特点:音质非常好,适用于最高品质的音乐欣赏及收藏。

  9、AAC

  AAC(高级音讯编码技术,AdvancedAudio Coding)是Dolby实验室为音乐社区提供的技术。 AAC号称“最大能容纳48通道的音轨,取样速率达96 KHz,并且在320Kbps的资料速率下能为5.1声道音乐节目提供相当于ITU-R广播的品质”。和MP3比起来,它的音质比较好,也能够节省大约30%的储存空间与频宽。它是遵循MPEG-2的规格所开发的技术。

  特点:音质好,但支持的播放机比较少,而且体积比较大。

  10、VQF

  由YAMAHA公司开发的VQF,它的核心是减少资料流程量但保持音质从而达到更高的压缩比,VQF的音讯压缩率比标准的MPEG音讯压缩率高出近一倍,可以达到18:1左右甚至更高。也就是说把一首4分钟的歌曲(WAV档)压成MP3,大约需要4MB左右的硬碟空间,而同一首歌曲,如果使用VQF音讯压缩技术的话,那只需要2MB左右的硬碟空间。因此,在音讯压缩率方面,MP3和RA都不是VQF的对手。

  相同情况下压缩后VQF的档体积比MP3小30%~50%,更便利于网上传播,同时音质极佳,接近CD音质(16-bit 44.1kHz身历声)。可以说技术上也是很先进的,但是由于宣传不力,这种格式难有用武之地。 vqf可以用雅马哈的播放机播放。同时雅马哈也提供从wav档转换到vqf档的软体。此档缺少特点外加缺乏宣传。 VQF即TwinVQ技术虽然是由NTT和YAMAHA开发的,它们的应用软体都是免费的。只是NTT和YAMAHA并没有公布VQF的原始程式码。

  特点:技术先进,优于mp3,但未能流行开来,很可惜。

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