7種常見的音頻格式簡析 MP3,WMA,WAV,APE,FLAC,OGG,AAC

一、MP3全稱是動態影像專家壓縮標準音頻層面3(Moving Picture Experts Group Audio Layer Ⅲ),是當今最爲流行的一種數字音頻編碼和有損壓縮格式,在1991年由位於德國埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的一組工程師發明和標準化的。它設計用來大幅度地降低音頻數據量,而對於大多數用戶來說重放的音質與最初的不壓縮音頻相比感覺不到很大的下降。

簡單地說,MP3就是一種音頻壓縮技術,由於這種壓縮方式的全稱叫MPEG Audio Layer3,所以人們把它簡稱爲MP3。MP3是利用 MPEG Audio Layer 3 的技術,將音樂以1:10 甚至 1:12 的壓縮率,壓縮成容量較小的文件。換句話說,能夠在音質丟失很小的情況下把文件壓縮到更小的程度,而且還可以較好的保持了原來的音質。另外,正是因爲MP3體積小,音質高的特點使得MP3格式幾乎成爲網上音樂的代名詞。每分鐘音樂的MP3格式只有1MB左右大小,這樣每首歌的大小隻有3-4兆字節。使用MP3播放器對MP3文件進行實時的解壓縮(解碼),這樣,高品質的MP3音樂就播放出來了。

● MP3格式特點

   MP3是一個有損數據壓縮格式,它丟棄掉脈衝編碼調製(PCM)音頻數據中對人類聽覺不重要的數據(類似於JPEG是一個有損圖像壓縮),從而達到了小得多的文件大小(其在較大的壓縮率以及基本保持低音頻部分不失真的情況下,以犧牲聲音文件中12kHz到16kHz的高音頻部分來實現小文件)。

   MP3音頻可以按照不同的位速進行壓縮,提供了在數據大小和聲音質量之間進行權衡的一個範圍。另外,MP3格式使用了混合的轉換機制將時域信號轉換成頻域信號。例如,我們平時在網上見到的一些低質的MP3有64kbps,但好的也有320kbps的,兩者聲音差距也相當明顯。

 二、WMA的全稱是Windows Media Audio,它是微軟公司推出的與MP3格式齊名的一種新的音頻格式。由於WMA在壓縮比和音質方面都超過了MP3,更是遠勝於RA(Real Audio),即使在較低的採樣頻率下也能產生較好的音質。一般使用Windows Media Audio編碼格式的文件以WMA作爲擴展名,一些使用Windows Media Audio編碼格式編碼其所有內容的純音頻ASF文件也使用WMA作爲擴展名。

● 優點

  WMA 7之後的WMA支持證書加密,未經許可(即未獲得許可證書),即使是非法拷貝到本地,也是無法收聽的。同時,微軟公司開始時宣稱的:同文件比MP3體積小一倍而音質不變,也得到了兌現。事實上,這個說法,僅僅適用於低比特率的情況,另外,微軟公司在WMA 9大幅改進了其引擎,實際上幾乎可以在同文件同音質下比MP3體積少1/3左右,因此非常適合用於網絡串流媒體及行動裝置。
  
● 缺點

   在高位元率的渲染能力低下,同音源的一個320kbps的MP3與比較192kbps的WMA相比,音質和渲染力很容易分別出是前者較優。與MP3相同,WMA也是有損數據壓縮的檔案格式,對於有更高要求的用戶來說WMA並不是一個適合的格式。(9.0版本支持無損壓縮)此外WMA也與MP3一樣同爲有專利版權的檔案格式。支持的裝置需要購買使用版權。

   三、WAV爲微軟公司(Microsoft)開發的一種聲音文件格式,它符合RIFF(Resource Interchange File Format)文件規範,用於保存Windows平臺的音頻信息資源,被Windows平臺及其應用程序所廣泛支持.該格式也支持MSADPCM、CCITT A LAW等多種壓縮運算法,支持多種音頻數字、取樣頻率和聲道,標準格式化的WAV文件和CD格式一樣,也是44.1kHz的取樣頻率和16位量化數字,因此在聲音文件質量和CD相差無幾!

WAV用三個參數來表示聲音,即量化位數、取樣頻率和聲道數,其中,採樣頻率一般有11025Hz(11kHz)、22050Hz(22kHz)和44100Hz(44kHz)三種,而其WAV文件所佔容量=(採樣頻率×採樣位數×聲道)×時間/8(1字節=8bit)。

   從質量上來看,剛纔我們說過WAV幾乎是和CD相當的。但從上面的文件大小來看,我們不難發現WAV佔用的空間實在是太大了。因此,在之前的很長一段時間內,WAV輸給了MP3,並沒有被大衆用戶所認可。但是,卻作爲Windows下錄音時所用到的標準文件。

   四、APE是現在流行的數字音樂文件格式之一,與MP3這類有損壓縮方式不同,APE是一種無損壓縮音頻技術,也就是說當你將從音頻CD上讀取的音頻數據文件壓縮成APE格式後,你還可以再將APE格式的文件還原,而還原後的音頻文件與壓縮前的一模一樣,沒有任何損失。

   而容量方面,APE的文件大小大概爲WAV的一半左右。雖然,這個比例並不是很高,和MP3那種1/10-1/12的壓縮比率難以相提並論,但是隨着寬帶的普及,大量下載APE格式已成爲可能。

   目前,APE格式受到了許多音樂愛好者的喜愛,特別是對於希望通過網絡傳輸音頻CD的朋友來說,APE可以幫助他們節約大量的資源。

   五、而說到APE則不能不說另外一種無損壓縮格式,那就是FLAC!FLAC是Free Lossless Audio Codec的縮寫,中文可解爲無損音頻壓縮編碼。FLAC是一套著名的自由音頻壓縮編碼,其特點是無損壓縮。不同於其他有損壓縮編碼如MP3 及 AAC,它不會破壞任何原有的音頻資訊,所以可以還原音樂光盤音質。現在,它已被很多軟件及硬件音頻產品所支持。

  簡而言之,FLAC與MP3相仿,但是是無損壓縮的,也就是說音頻以FLAC方式壓縮不會丟失任何信息。這種壓縮與Zip的方式類似,但是FLAC將給你更大的壓縮比率,因爲FLAC是專門針對音頻的特點設計的壓縮方式,並且你可以使用播放器播放FLAC壓縮的文件,就象通常播放你的MP3文件一樣(現在已經有許多汽車播放器和家用音響設備支持FLAC,在FLAC的網站上你可以找到這些設備廠家的連接)。

 FLAC是免費的並且支持大多數的操作系統,包括Windows、基於Unix內核而開發的系統 (Linux、 *BSD、Solaris、OS X、IRIX)、BeOS、OS/2、Amiga。並且,FLAC提供了在開發工具autotools,MSVC,Watcom C,Project Builder上的build系統。

   而除了APE和FLAC之外,還有WavPack、LPAC、WMALossless、AppleLossless、La、OptimFROG、Shorten等無損音頻壓縮,只是最爲大家熟悉和使用的是前兩者而已。

   六、OGG全稱是OGG Vobis(OGG Vorbis) ,這是一種新的音頻壓縮格式,類似於MP3等現有的音樂格式。但有一點不同的是,它是完全免費、開放和沒有專利限制的。OGG Vobis有一個很出衆的特點,就是支持多聲道,隨着它的流行,以後用隨身聽來聽DTS編碼的多聲道作品將不會是夢想。

 Vorbis 是這種音頻壓縮機制的名字,而OGG則是一個計劃的名字,該計劃意圖設計一個完全開放性的多媒體系統。目前,該計劃只實現了OGG Vorbis這一部分。

  OGG Vorbis文件的擴展名是.OGG。這種文件的設計格式是非常先進的。現在創建的OGG文件可以在未來的任何播放器上播放,因此,這種文件格式可以不斷地進行大小和音質的改良,而不影響舊有的編碼器或播放器。

   七、AAC(高級音頻編碼技術 Advanced Audio Coding),是杜比實驗室爲音樂提供的技術,最大能容納48通道的音軌,採樣率達96 KHz。出現於1997年,是基於MPEG-2的音頻編碼技術。由Fraunhofer IIS、杜比、蘋果、AT&T、索尼等公司共同開發,以取代mp3格式。2000年,MPEG-4標準出臺,AAC從新整合了其特性,故現又稱MPEG-4 AAC,即m4a。

  AAC作爲一種高壓縮比的音頻壓縮算法,AAC通常壓縮比爲18:1,也有資料說爲20:1,遠遠超過了AC-3、MP3等較老的音頻壓縮算法。一般認爲,AAC格式在96Kbps碼率的表現超過了128Kbps的MP3音頻。AAC另一個引人注目的地方就是它的多聲道特性,它支持1-48個全音域音軌和15個低頻音軌。除此之外,AAC最高支持96KHz的採樣率,其解析能力足可以和DVD-Audio的PCM編碼相提並論,因此,它得到了DVD論壇的支持,成爲了下一代DVD的標準音頻編碼。

 


 

    以上這幾種,是目前我們最爲常見的幾種音頻格式。其中,MP3由於文件小,傳輸方便,依然是人們最爲喜愛的。但隨着硬盤容量的增大、價格的降低,以及寬帶的普及,APE、FLAC等無損壓縮格式也在逐步被人們所接受。總之,人們追求高品質音樂享受的願望一直沒有變化。而且,我們相信高品質音樂的時代就會很快到來。

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