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音频编码格式.md

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音频编码格式

多媒体要想发声,就得加个喇叭,但是喇叭是靠模拟信号驱动的,所以在喇叭之前需要增加一个数字信号转模拟信号的“解码器”, 将数字信号转换为模拟信号。

其次还需要增加一个信号放大器,将微弱的电流放大成足以驱动喇叭磁铁产生足够磁力从而震动纸盆的足够强的电流。

原始的PCM音频数据也是非常大的数据量,因此也需要对其进行压缩编码。 和视频编码一样,音频也有许多的编码格式,如:WAV、MP3、WMA、APE、FLAC等等,音乐发烧友应该对这些格式非常熟悉,特别是后两种无损压缩格式。

音频压缩的本质: 消除冗余数据。

人耳能察觉到的声音信号频率范围为20Hz ~ 20KHz,在这个频率范围以外的音频信号属于冗余信号。

  • 去除人耳听觉频率范围临界附近的值
  • 大声音附近如果有小的声音可以去除
  • 时域屏蔽效应
  • 高声附近50ms内如果声音比较小可以去掉
  • 无损压缩

WAV

WAV是微软公司开发的一种声音文件格式,也叫波形声音文件,是最早的数字音频格式,被Windows平台及其应用程序广泛支持,但压缩率比较低。WAV编码是在PCM数据格式的前面加上44B的头部,分别用来描述PCM的采样率、声道数、数据格式等信息。WAV编码的特点是音质非常好、大量软件支持。一般应用于多媒体开发的中间文件、保存音乐和音效素材等。

WAV编码是在PCM数据格式的前面加上44字节,分别用来描述PCM的采样率、声道数、数据根式等信息。 特点: 音质非常好、大量软件都支持。 使用场景:多媒体开发的中间文件、保存音乐和音效素材等。

MP3

MP3全称是MPEG-1 Audio Layer 3,它在1992年合并至MPEG规范中。MP3能够以高音质、低采样率对数字音频文件进行压缩,应用最普遍。MP3具有不错的压缩比,使用LAME编码的中高码率的MP3文件,在听感上非常接近源WAV文件。其特点是音质在128kb/s以上表现还不错,压缩比比较高,兼容性好。主要应用于在高比特率下对兼容性有要求的音乐欣赏方面。 MP3具有不错的压缩比,使用LAME编码的中高码率的MP3文件,听感上非常接近源WAV文件。 特点:音质在128Kbps以上表现还不错,压缩比比较高,兼容性好。 使用场景:高比特率下对兼容性有要求的音乐欣赏。

MP3Pro

MP3Pro是由瑞典Coding科技公司开发的,其中包含了两大技术,一是来自于Coding科技公司所特有的解码技术,二是由MP3的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国Fraunhofer集成电路协会共同研究的一项译码技术。MP3Pro可以在基本不改变文件大小的情况下改善原先的MP3音乐音质。它能够在用较低的比特率压缩音频文件的情况下,最大程度地保持压缩前的音质。

AAC

高级音频编码(Advanced Audio Coding,AAC)是由Fraunhofer IIS-A、杜比和AT&T共同开发的一种音频格式,它是MPEG-2规范的一部分。AAC所采用的运算法则与MP3的运算法则有所不同,AAC通过结合其他的功能来提高编码效率。AAC的音频算法在压缩能力上远远超过了以前的一些压缩算法,如MP3。它还同时支持多达48个音轨、15个低频音轨、更多种采样率和比特率、多种语言的兼容能力、更高的解码效率。总之,AAC可以在比MP3文件缩小30%的前提下提供更好的音质。 AAC是新一代的音频有损压缩技术,它通过一些附加编码技术(如PS和SBR)衍生出LC-AAC、HE-AAC、HE-AAC V2这3种主要编码格式。在小于128kb/s码率下表现优异,且多用于视频中的音频编码。在128kb/s码率下的音频编码,多用于视频中的音频轨的编码。

AAC是新一代的有损压缩技术,它通过一些附加编码技术(如PS、SBR)等,衍生出LC-AAC、HE-AAC、HE-AAC V2三种主要编码格式。

特点:在小于128kbps码率下表现优异,且多用于视频中的音频编码。 使用场景:128Kbps码率下的音频编码,多用于视频中音频轨的编码。

Ogg

Ogg Vorbis是一种新的音频压缩格式,类似于MP3等现有的音乐格式,但有一点不同的是,它是完全免费、开放和没有专利限制的。Vorbis是这种音频压缩机制的名字,而Ogg则是一个计划的名字,该计划意图设计一个完全开放性的多媒体系统。Vorbis也是有损压缩,但通过使用更加先进的声学模型以减少损失,因此,同样位速率编码的Ogg与MP3相比听起来更好一些。Ogg编码音质好、完全免费,可以用更小的码率达到更好的音质,128kb/s的Ogg比192kb/s甚至更高的MP3还要出色,但是目前在媒体软件支持上还是不够友好。在高、中、低码率下都有良好的表现,但兼容性不够好,流媒体特性不支持。

Ogg编码音质好、完全免费。 可以用更小的码率达到更好的音质,128Kbps的Ogg比192Kbps甚至更高的MP3还要出色。但是目前媒体软件支持上还不够友好。 特点:高中低码率下都有良好的表现,兼容性不够好,流媒体特性不支持。 使用场景:语音聊天的音频消息场景。

APE

APE是一种无损压缩音频格式,在音质不降低的前提下,可以压缩到传统无损格式WAV文件的一半。简单来讲,APE压缩与WinZip或WinRAR这类专业数据压缩软件压缩原理类似,只是APE等无损压缩数字音乐之后的APE音频文件是可以直接被播放的。APE的压缩速率是动态的,压缩时只压缩可被压缩的部分,不能被压缩的部分还是会被保留下来。