音頻格式、編解碼2

(1)MPC 編碼
MPC是又是另外一個令人刮目相看的實力派選手,它的普及過程非常低調,也沒有什麼複雜的背景故事,她的出現目的就只有一個,更小的體積更好的音質!MPC以前被稱作MP+,很顯然,可以看出她針對的競爭對手是誰。但是,只要用過這種編碼的人都會有個深刻的印象,就是她出衆的音質。

和OGG一樣,MPC的競爭對手也是mp3,在中高碼率下,MPC可以做到比競爭對手更好音質,在中等碼率下,MPC的表現不遜色於Ogg,在高碼率下,MPC的表現更是獨孤求敗,MPC的音質優勢主要表現在高頻部分,MPC的高頻要比MP3細膩不少,也沒有Ogg那種金屬味道,是目前最適合用於音樂欣賞的有損編碼。由於都是新生的編碼,和Ogg際遇相似,也缺乏廣泛的軟件和硬件支持。MPC有不錯的編碼效率,編碼時間要比OGG和LAME短不少。

特點:中高碼率下,具有有損編碼中最佳的音質表現,高碼率下,高頻表現極佳

適用於:在節省大量空間的前提下獲得最佳音質的音樂欣賞。

(2)AAC就是Advanced Audio Coding(先進音頻編碼)的意思。

它適用於從比特率在8kbit/s單聲道的電話音質到160kbit/s多聲道的超高質量音頻範圍內的編碼,並且允許對多媒體進行編?4.0 (compatibleEB。這樣我們就知道了AAC的傲人之處,它增加了諸如對立體聲的完美再現、比特流效果音掃描、多媒體控制、降噪優異等MP3沒有的特性,使得在音頻壓縮後仍能完美的再現CD音質。

我在網上查到的資料說,從1998年起,陸續有專業人士對MP3與AAC進行測試比較,認爲AAC優於MP3。從二聲道音質表現而言,每聲道64kbit/s的AAC相當於每聲道96kbit/s的MP3。但是我用一款叫做MBSoft AAC Encoder v0.3的軟件製作了一個AAC格式的歌曲,卻要比mp3格式的該歌曲大1M之多,效果感覺不錯,效果提升很小很小很小,而且奇怪的是NAM無法識別這首AAC格式的歌曲,讓我無法轉成lse,衆所周知必須由NAM轉成lse格式纔可以放進5510裏面去聽,所以只能說是5510不支持自制的AAC格式歌曲。
同時我在網上查到,和MP3歌曲可以免費下載相反,AAC歌曲則必須付費才能獲得,AAC裏面特別加進了用來保護版權的編碼技術,只有特許用戶纔可以播放,有效地保證了樂曲的版權

(3)OGG
網絡上出現了一種叫Ogg Vorbis的音頻編碼,號稱MP3殺手!Ogg Vorbis究竟什麼來頭呢?OGG是一個龐大的多媒體開發計劃的項目名稱,將涉及視頻音頻等方面的編碼開發。整個OGG項目計劃的目的就是向任何人提供完全免費多媒體編碼方案!OGG的信念就是:OPEN!FREE!Vorbis這個詞彙是特里.普拉特柴特的幻想小說《Small Gods》中的一個"花花公子"人物名。這個詞彙成爲了OGG項目中音頻編碼的正式命名。目前Vorbis已經開發成功,並且開發出了編碼器。
Ogg Vorbis是高質量的音頻編碼方案,官方數據顯示:Ogg Vorbis可以在相對較低的數據速率下實現比MP3更好的音質!Ogg Vorbis這種編碼也遠比90年代開發成功的MP3先進,她可以支持多聲道,這意味着什麼?這意味着Ogg Vorbis在SACD、DTSCD、DVD AUDIO抓軌軟件(目前這種軟件還沒有)的支持下,可以對所有的聲道進行編碼,而不是MP3只能編碼2個聲道。多聲道音樂的興起,給音樂欣賞帶來了革命性的變化,尤其在欣賞交響時,會帶來更多臨場感。這場革命性的變化是MP3無法適應的。

和MP3一樣,Ogg Vorbis是一種靈活開放的音頻編碼,能夠在編碼方案已經固定下來後還能對音質進行明顯的調節和新算法的改良。因此,它的聲音質量將會越來越好,和MP3相似,Ogg Vorbis更像一個音頻編碼框架,可以不斷導入新技術逐步完善。和MP3一樣,OGG也支持VBR。

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。在壓縮技術上,Ogg Vorbis的最主要特點是使用了VBR(可變比特率)和ABR(平均比特率)方式進行編碼。與MP3的CBR(固定比特率)相比可以達到更好的音質。Ogg Vorbis其他技術特性還包括:支持類似於MP3的ID3信息,但比MP3要靈活而又完整得多,實際上可以填寫隨意多的信息。Vorbis還具有比特率縮放功能,可以不用重新編碼便可調節文件的比特率。Vorbis文件可以被分成小塊並以樣本粒度(granularity,專業術語,指數據可以被分割的最小尺寸)進行編輯;Vorbis支持多通道(大於2)音頻流並使用了獨創性的處理技術;Vorbis文件可以以邏輯方式相連接等。

在經濟利益的推動下,Ogg Vorbis從一誕生就獲得了各方的關注,許多著名音頻軟件,包括象出品Sound Forge的Sonic Foundry(http://www.sonicfoundry.com)這樣的工業巨頭也在軟件中增加了對Ogg Vorbis的支持,而對於本來就是免費的或者開放源碼的音頻相關軟件比如WinAMP(http://www.winamp.com)、CDEX(http://cdex.sourceforge.net)等等更是第一時間在軟件中加入了Ogg Vorbis的支持。可以這樣說,Ogg Vorbis在業界的支持是非常廣泛的。簡單的舉個例子,著名的遊戲閃點行動(Operation Flash Point)就是使用Ogg Vorbis作爲遊戲所有聲音和音樂的保存格式的。

當然,軟件上的支持對於一種音樂格式來說還是一廂情願的事情。Ogg Vorbis是否能夠真正流行起來,關鍵還是要靠廣大用戶和音樂製作人。可喜的是,目前在網絡上Ogg Vorbis格式的應用已經日漸增多,而且已經開始向其他方面發展,比如遊戲、多媒體應用的配樂等。目前Ogg Vorbis取得的最大成就是獲得著名的BBC廣播公司的認可,使用Ogg Vorbis音頻流在線播放節目。另外,在硬件方面也出現了支持播放OGG格式的播放器。


■爲何要使用Ogg Vorbis格式呢?

衆所周知,MP3是有損壓縮格式,因此壓縮後的數據與標準的CD音樂相比是有損失的。VORBIS也是有損壓縮,但通過使用更加先進的聲學模型去減少損失,因此,同樣位速率(Bit Rate)編碼的OGG與MP3相比聽起來更好一些。另外,還有一個原因,MP3格式是受專利保護的。如果你想使用MP3格式發佈自己的作品,則需要付給Fraunhofer(發明MP3的公司)專利使用費。而VORBIS就完全沒有這個問題。

對於樂迷來說,使用OGG文件的顯著好處是可以用更小的文件獲得優越的聲音質量。而且,由於OGG是完全開放和免費的,製作OGG文件將不受任何專利限制,可望可以獲得大量的編碼器和播放器。這也是爲何現在MP3編碼器如此少而且大多是商業軟件的原因,因爲Fraunhofer要收取專利使用費。

■Ogg Vorbis的音質真能比得上MP3嗎?

由於Vorbis 使用了與MP3相比完全不同的數學原理,因此在壓縮音樂時受到的挑戰也不同。在當前的聆聽測試中,同樣位速率編碼的Vorbis 和MP3 文件具有同等的聲音質量。

■Ogg Vorbis的聲音質量會繼續改進嗎?

是的。由於Vorbis使用了一種靈活的格式,能夠在文件格式已經固定下來後還能對音質進行明顯的調節和新算法訓練。因此,它的聲音質量將會越來越好。

由於Ogg目前仍處於BETA測試階段,因此,現階段的編碼器仍存在着一些未解決的問題。Ogg的開發人員已經承諾將於下一個BETA版本改進現存的問題。關鍵的一點是,這些問題只是由於軟件的編寫而導致的,與Ogg格式本身所使用的算法無關。

■Ogg的文件大小如何與MP3進行比較?

如果兩個文件都是以同樣的位速率和CBR(常量位速率,指文件從頭到尾都是一種位速率)方式來編碼的話,那他們的大小肯定相同。當前Vorbis是以VBR(可變位速率)方式編碼的,這使得Ogg的文件可以更小,因爲VBR方式可以處理能大幅度進行壓縮的音頻數據(比如無聲的時段)而節省空間。

■Vorbis能以什麼位速率進行編碼?

理論上,沒有固定的位速率。Vorbis的設計是可以以16kbps~128kbps/通道的位速率進行編碼。但規格說明中並沒有限制你將文件以512kbps或8kbps方式編碼。

■Ogg Vorbis支持類似於MP3的ID3信息嗎?

支持。Vorbis格式中包括有一個靈活而又完整的註釋欄,可用於填寫各種相關信息。

■編碼/解碼器能有多快?

當前的編碼/解碼器在速度上已經接近一些商業級別的編碼解碼器了。由於現在還沒有對程序進行優化,相信等一切完成後,至少可以跟MP3持平。

■Ogg Vorbis格式支持流式播放嗎?

音頻流是Vorbis的一個重要組成部分.vorbis格式從設計的一開始就是立足於可以容易地進行流式處理。並且,Vorbis的設計者正與Icecast 流媒體軟件的創造者一起使Icecast兼容 Vorbis。待正式版推出時,將會有各種各樣支持流式OGG播放的軟件或軟件插件出現。

■目前有什麼軟硬件支持Ogg Vorbis?

迄今爲止,Sonique、FreeAmp、Winamp、XMMS和kmpg都支持通過插件播放Ogg Vorbis文件。鑑於這些軟件的影響力,將會有更多的軟件支持OGG格式。另外,兩個最流行的MP3編碼器:LAME和BladeEnc,也宣佈他們將支持編碼Ogg Vorbis文件。

■Ogg Vorbis有什麼獨一無二的特性?

Vorbis具有一個設計良好、靈活的註釋,避免了象MP3文件的ID3標記那樣煩瑣的操作; Vorbis還具有位速率縮放:可以不用重新編碼便可調節文件的位速率。Vorbis文件可以被分成小塊並以樣本粒度進行編輯;Vorbis支持多通道;Vorbis文件可以以邏輯方式相連接等。


(4)APE是Monkey's Audio提供的一種無損壓縮格式。Monkey's Audio提供了Winamp的插件支持,因此這就意味着壓縮後的文件不再是單純的壓縮格式,而是和MP3一樣可以播放的音頻文件格式。這種格式的壓縮比遠低於其他格式,但能夠做到真正無損,因此獲得了不少發燒用戶的青睞。在現有不少無損壓縮方案種,APE是一種有着突出性能的格式,令人滿意的壓縮比以及飛快的壓縮速度,成爲了不少朋友私下交流發燒音樂的唯一選擇。

APE可以做到真正的無損,而不是聽起來無損,壓縮比也要比類似的無損格式要好。

適用於:最高品質的音樂欣賞及收藏

先要弄清楚APE的本質,其實它是一種無損壓縮音頻格式。龐大的WAV音頻文件可以通過Monkey's Audio這個軟件進行“瘦身”壓縮爲APE。很時候它被用做網絡音頻文件傳輸,因爲被壓縮後的APE文件容量要比WAV源文件小一半多,可以節約傳輸所用的時間。更重要的是,通過Monkey's Audio解壓縮還原以後得到的WAV文件可以做到與壓縮前的源文件完全一致。所以APE被譽爲“無損音頻壓縮格式”,Monkey's Audio被譽爲“無損音頻壓縮軟件”。與採用WinZip或者WinRAR這類專業數據壓縮軟件來壓縮音頻文件不同,壓縮之後的APE音頻文件是可以直接被播放的。Monkey's Audio會向Winamp中安裝一個“in_APE.dll”插件,從而使Winamp也具備播放APE文件的能力。

Monkey's Audio(http://www.monkeysaudio.com)是一種無損壓縮技術。他並不是由什麼大公司發明的,完全是一個個人業餘興趣作品。爲了使Monkey's Audio能有更好的發展,現在這個軟件已經公開了源代碼。

  這種壓縮格式的特點是無損壓縮,也就是說對壓縮數據進行還原之後得到的數據與原來的數據是完全相同的。該格式的特點尤其適合那些擁有一對“金耳朵”並且一直對mp3的音質耿耿於懷的音樂發燒友。後者有人會問,要無損壓縮,我隨便找個壓縮軟件比如WINRAR都可以達到不錯的效果了,還要這種格式幹嘛?所以這裏要澄清一個誤解:使用普通的壓縮軟件進行壓縮無疑是可以得到不錯的壓縮效果,有時候甚至更優於使用Monkey's Audio,但是壓縮軟件生成的壓縮包必須要先解壓還原之後才能播放裏面的內容,而Monkey's Audio這種無損壓縮編碼得到的文件可以直接使用播放器(比如WinAMP)進行播放。Monkey's Audio的壓縮效果大約在2:1左右,也就是說壓縮結果是原來的二分之一大小。一張CD大約需要330MB左右的空間存放,相比之下還是比較佔空間的。由於這個原因,所以對音質要求不是太高的人通常都選擇VBR方式的mp3而不是選擇它。


(5)VQF實際指的是TwinVQ(Transform-domain Weighted INterleave Vector Quantization)技術,是日本Nippon Telegraph and Telephone集團屬下的NTT Human Interface Laboratories(http://sound.splab.ecl.ntt.co.jp)開發的一種音頻壓縮技術。該技術受到著名的YAMAHA公司的支持。VQF或TVQ是其文件的文件類型名。VQF其實是一種比較先進的技術,通常認爲96kbps VQF 與 128kbps MP3 質量相同。

  VQF在YAMAHA公司的大力推動下也曾有相當的市場份額。不過時至今日,VQF已經在逐步淡出舞臺。原因是多方面的。首先,VQF 是專門開發來用於低比特率情況的,對於錄音室這種需要高保真的環境就無能爲力了。換句話說,VQF僅適合一般播放用途。這使得VQF的應用範圍相對狹窄。其次,VQF沒有得到操作系統平臺的直接支持,就像mp3PRO那樣,Windows自始至終都不支持直接播放VQF文件,使得VQF得不到大範圍的推廣。再次,VQF是一種封閉的專利技術,導致市場所有與VQF相關的編碼器、播放器無一不是YAMAHA和NTT的產物,這一點極大地妨礙了VQF的發展。最著名的一個例子就是一個曾經致力於推廣VQF技術的網站:http://www.vqf.com宣佈由於VQF的衰落而停止更新,等待高比特率(192kbps或以上)的VQF格式出臺後再作打算。雖然YAMAHA公司已經成功地將VQF提交到了MPEG組織,併成爲MPEG-4標準的一部分,但這些努力也是無濟於事的。因爲MPEG-4本來就是一個面向對象的大包容的平臺,與MPEG-1和MPEG-2這樣專門針對某種具體的技術而制定的標準已經不是一回事了。

  要播放VQF軟件,可以通過給WinAMP增加支持插件來實現,也可以使用YAMAHA自己的SoundVQ Player播放器。編碼軟件可以使用YAMAHA SoundVQ Encoder或者NTT TwinVQ Encoder。後者的優化比較好,速度比前者快一些。


(6)mp3PRO爲了使mp3能在未來仍然保持生命力,Fraunhofer-IIS研究所連同Coding Technologies 公司(http://www.codingtechnologies.com)還有法國的Thomson multimedia公司(http://www.thomson.net)共同推出了mp3PRO。這種格式與之前的mp3相比最大的特點是能在低達64kbps的比特率下仍然能提供近似CD的音質(mp3是128K)。該技術稱爲SBR(Spectral Band Replication),它在原來mp3技術的基礎上專門針對原來mp3技術中損失了的音頻細節進行獨立編碼處理並捆綁在原來的mp3數據上,在播放的時候通過再合成而達到良好的音質效果。

從各方面的資料顯示,mp3PRO並不是一種全新的格式,完全是基於傳統mp3編碼技術的一種改良,本身最大的技術亮點就在於SBR(Spectral Band Replication 頻段複製),這是一種新的音頻編碼增強算法。它提供了改善低位率情況下音頻和語音編碼的性能的可能。這種方法可在指定的位率下增加音頻的帶寬或改善編碼效率。SBR最大的優勢就是在低數據速率下實現非常高效的編碼,與傳統的編碼技術不同的是,SBR更像是一種後處理技術,因此解碼器的算法的優劣直接影響到音質的好壞。高頻實際上是由解碼器(播放器)產生的,SBR編碼的數據更像是一種產生高頻的命令集,或者稱爲指導性的信號源,這有點像midi的工作方式。我們可以看到,mp3PRO其實是一種mp3信號流和SBR信號流的混合數據流編碼。有關資料顯示,SBR技術可以改善低數據流量下的高頻音質,改善程度約爲30%,我們不管這個30%是如何得來的,但可以事先預知這種改善可以讓64kbps的mp3達到128kbps的mp3的音質水平(注:在相同的編碼條件下,數據速率的提升和音質的提升不是成正比的,至少人耳聽覺上是這樣的),這和官方聲稱的64kbps的mp3PRO可以媲美128kbps的mp3的宣傳基本是吻合的。

mp3PRO格式與mp3是兼容的,所以它的文件類型也是mp3。mp3PRO播放器可以支持播放mp3PRO或者mp3編碼的文件;普通的mp3播放器也可以支持播放mp3PRO編碼的文件,但只能播放出mp3的音質。

但是,雖然mp3PRO是一種優秀的技術,由於技術專利費用的問題以及其他技術提供商比如Microsoft的競爭,mp3PRO並沒有得到很大的流行。

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