音頻格式

目錄
·CD格式：正統(tǒng)血脈
·WAV：無損
·AIFF與AU
·MP3：流行
·MIDI：作曲家最愛
·WMA：最具實(shí)力
·RealAudio：流動旋律
·VQF：無人問津
·OGG：新生代音頻格式
·AAC: 前途無量
·APE 無損壓縮格式
·評論




　　以下是常見音頻文件格式的特點(diǎn)。
　　要在計(jì)算機(jī)內(nèi)播放或是處理音頻文件，也就是要對聲音文件進(jìn)行數(shù)、模轉(zhuǎn)換，這個(gè)過程同樣由采樣和量化構(gòu)成，人耳所能聽到的聲音，最低的頻率是從20Hz起一直到最高頻率20KHZ，20KHz以上人耳是聽不到的，因此音頻的最大帶寬是20KHZ，故而采樣速率需要介于40~50KHZ之間，而且對每個(gè)樣本需要更多的量化比特?cái)?shù)。音頻數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)是每個(gè)樣本16位-96dB的信噪比，采用線性脈沖編碼調(diào)制PCM，每一量化步長都具有相等的長度。在音頻文件的制作中，正是采用這一標(biāo)準(zhǔn)。
CD格式：正統(tǒng)血脈
　　當(dāng)今世界上音質(zhì)最好的音頻格式是什么？當(dāng)然是CD了。因此要講音頻格式，CD自然是打頭陣的先鋒。在大多數(shù)播放軟件的“打開文件類型”中，都可以看到＊.cda格式，這就是CD音軌了。標(biāo)準(zhǔn)CD格式也就是44.1K的采樣頻率，速率88K/秒，16位量化位數(shù)，因?yàn)镃D音軌可以說是近似無損的，因此它的聲音基本上是忠于原聲的，因此如果你如果是一個(gè)音響發(fā)燒友的話，CD是你的首選。它會讓你感受到天籟之音。CD光盤可以在CD唱機(jī)中播放，也能用電腦里的各種播放軟件來重放。一個(gè)CD音頻文件是一個(gè)＊.cda文件，這只是一個(gè)索引信息，并不是真正的包含聲音信息，所以不論CD音樂的長短，在電腦上看到的“＊.cda文件”都是44字節(jié)長。注意：不能直接的復(fù)制CD格式的＊.cda文件到硬盤上播放，需要使用象EAC這樣的抓音軌軟件把CD格式的文件轉(zhuǎn)換成WAV，這個(gè)轉(zhuǎn)換過程如果光盤驅(qū)動器質(zhì)量過關(guān)而且EAC的參數(shù)設(shè)置得當(dāng)?shù)脑�，可以說是基本上無損抓音頻。推薦大家使用這種方法。
WAV：無損
　　是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式，它符合 PIFFResource Interchange File Format 文件規(guī)范，用于保存WINDOWS平臺的音頻信息資源，被WINDOWS平臺及其應(yīng)用程序所支持�！�*.WAV”格式支持MSADPCM、CCITT A LAW等多種壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，標(biāo)準(zhǔn)格式的WAV文件和CD格式一樣，也是44.1K的采樣頻率，速率88K/秒，16位量化位數(shù)，看到了吧，WAV格式的聲音文件質(zhì)量和CD相差無幾，也是目前PC機(jī)上廣為流行的聲音文件格式，幾乎所有的音頻編輯軟件都“認(rèn)識”WAV格式。 但缺點(diǎn)是體型過于“巨大”。
AIFF與AU
　　這里順便提一下由蘋果公司開發(fā)的AIFF（Audio Interchange File Format）格式和為UNIX系統(tǒng)開發(fā)的AU格式，它們都和WAV非常相像，在大多數(shù)的音頻編輯軟件中也都支持它們這幾種常見的音樂格式。
MP3：流行
　　MP3格式誕生于八十年代的德國，所謂的MP3也就是指的是MPEG標(biāo)準(zhǔn)中的音頻部分，也就是MPEG音頻層。根據(jù)壓縮質(zhì)量和編碼處理的不同分為3層，分別對應(yīng)“*.mp1"/“*.mp2”/“*.mp3”這3種聲音文件。需要提醒大家注意的地方是：MPEG音頻文件的壓縮是一種有損壓縮，MPEG3音頻編碼具有10：1~12：1的高壓縮率，同時(shí)基本保持低音頻部分不失真，但是犧牲了聲音文件中12KHz到16KHz高音頻這部分的質(zhì)量來換取文件的尺寸，相同長度的音樂文件，用＊.mp3格式來儲存，一般只有＊.wav文件的1/10，而音質(zhì)要次于CD格式或WAV格式的聲音文件。由于其文件尺寸小，音質(zhì)好；所以在它問世之初還沒有什么別的音頻格式可以與之匹敵，因而為＊.mp3格式的發(fā)展提供了良好的條件。直到現(xiàn)在，這種格式還是風(fēng)靡一時(shí)，作為主流音頻格式的地位難以被撼動。但是樹大招風(fēng)，MP3音樂的版權(quán)問題也一直是找不到辦法解決，因?yàn)镸P3沒有版權(quán)保護(hù)技術(shù)，說白了也就是誰都可以用。
　　MP3格式壓縮音樂的采樣頻率有很多種，可以用64Kbps或更低的采樣頻率節(jié)省空間，也可以用320Kbps的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到極高的音質(zhì)。我們用裝有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3的 MP3編碼器（現(xiàn)在效果最好的編碼器）MusicMatch Jukebox 6.0在128Kbps的頻率下編碼一首3分鐘的歌曲，得到2.82MB的MP3文件。采用缺省的CBR（固定采樣頻率）技術(shù)可以以固定的頻率采樣一首歌曲，而VBR（可變采樣頻率）則可以在音樂“忙”的時(shí)候加大采樣的頻率獲取更高的音質(zhì)，不過產(chǎn)生的MP3文件可能在某些播放器上無法播放。我們把VBR的級別設(shè)定成為與前面的CBR文件的音質(zhì)基本一樣，生成的VBR MP3文件為2.9MB。
MIDI：作曲家最愛
　　經(jīng)常玩音樂的人應(yīng)該常聽到MIDI（Musical Instrument Digital Interface）這個(gè)詞，MIDI允許數(shù)字合成器和其他設(shè)備交換數(shù)據(jù)。MID文件格式由MIDI繼承而來。MID文件并不是一段錄制好的聲音，而是記錄聲音的信息，然后在告訴聲卡如何再現(xiàn)音樂的一組指令。這樣一個(gè)MIDI文件每存1分鐘的音樂只用大約5～10KB。今天，MID文件主要用于原始樂器作品，流行歌曲的業(yè)余表演，游戲音軌以及電子賀卡等。＊.mid文件重放的效果完全依賴聲卡的檔次。＊.mid格式的最大用處是在電腦作曲領(lǐng)域。＊.mid文件可以用作曲軟件寫出，也可以通過聲卡的MIDI口把外接音序器演奏的樂曲輸入電腦里，制成＊.mid文件。
WMA：最具實(shí)力
　　WMA (Windows Media Audio) 格式是來自于微軟的重量級選手，后臺強(qiáng)硬，音質(zhì)要強(qiáng)于MP3格式，更遠(yuǎn)勝于RA格式，它和日本YAMAHA公司開發(fā)的VQF格式一樣，是以減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來達(dá)到比MP3壓縮率更高的目的，WMA的壓縮率一般都可以達(dá)到1：18左右，WMA的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)容提供商可以通過DRM（Digital Rights Management）方案如Windows Media Rights Manager 7加入防拷貝保護(hù)。這種內(nèi)置了版權(quán)保護(hù)技術(shù)可以限制播放時(shí)間和播放次數(shù)甚至于播放的機(jī)器等等，這對被盜版攪得焦頭亂額的音樂公司來說可是一個(gè)福音，另外WMA還支持音頻流(Stream)技術(shù)，適合在網(wǎng)絡(luò)上在線播放，作為微軟搶占網(wǎng)絡(luò)音樂的開路先鋒可以說是技術(shù)領(lǐng)先、風(fēng)頭強(qiáng)勁，更方便的是不用象MP3那樣需要安裝額外的播放器，而Windows操作系統(tǒng)和Windows Media Player的無縫捆綁讓你只要安裝了windows操作系統(tǒng)就可以直接播放WMA音樂，新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光盤轉(zhuǎn)換為WMA聲音格式的功能，在新出品的操作系統(tǒng)Windows XP中，WMA是默認(rèn)的編碼格式，大家知道Netscape的遭遇，現(xiàn)在“狼”又來了。WMA這種格式在錄制時(shí)可以對音質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。同一格式，音質(zhì)好的可與CD媲美，壓縮率較高的可用于網(wǎng)絡(luò)廣播。雖然現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上還不是很流行，但是在微軟的大規(guī)模推廣下已經(jīng)是得到了越來越多站點(diǎn)的承認(rèn)和大力支持，在網(wǎng)絡(luò)音樂領(lǐng)域中直逼＊.mp3，在網(wǎng)絡(luò)廣播方面，也正在瓜分Real打下的天下。因此，幾乎所有的音頻格式都感受到了WMA格式的壓力。
　　時(shí)下的MP3支持格式最常見的是MP3和WMA。MP3由于是有損壓縮，因此講求采樣率，一般是44.1KHZ。另外，還有比特率，即數(shù)據(jù)流，一般為8---320KBPS。在MP3編碼時(shí)，還看看它是否支持可變比特率（VBR），現(xiàn)在出的MP3機(jī)大部分都支持，這樣可以減小有效文件的體積。WMA則是微軟力推的一種音頻格式，相對來說要比MP3體積更小。
RealAudio：流動旋律
　　RealAudio主要適用于在網(wǎng)絡(luò)上的在線音樂欣賞，現(xiàn)在大多數(shù)的用戶仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem，所以典型的回放并非最好的音質(zhì)。有的下載站點(diǎn)會提示你根據(jù)你的Modem速率選擇最佳的Real文件�，F(xiàn)在real的的文件格式主要有這么幾種：有RA（RealAudio）、RM（RealMedia，RealAudio G2）、RMX（RealAudio Secured），還有更多。這些格式的特點(diǎn)是可以隨網(wǎng)絡(luò)帶寬的不同而改變聲音的質(zhì)量，在保證大多數(shù)人聽到流暢聲音的前提下，令帶寬較富裕的聽眾獲得較好的音質(zhì)。
　　近來隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的普遍改善，Real公司正推出用于網(wǎng)絡(luò)廣播的、達(dá)到CD音質(zhì)的格式。如果你的RealPlayer軟件不能處理這種格式，它就會提醒你下載一個(gè)免費(fèi)的升級包。
VQF：無人問津
　　VQF是 雅馬哈公司開發(fā)的一種格式是，它的核心是減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來達(dá)到更高的壓縮比，可以說技術(shù)上也是很先進(jìn)的，但是由于宣傳不力，這種格式難有用武之地。＊.vqf可以用雅馬哈的播放器播放。同時(shí)雅馬哈也提供從＊.wav文件轉(zhuǎn)換到＊.vqf文件的軟件。 此文件缺少特點(diǎn)外加缺乏宣傳，現(xiàn)在幾乎已經(jīng)宣布死刑了。
OGG：新生代音頻格式
　　Ogg全稱應(yīng)該是OGG Vobis(ogg Vorbis) 是一種新的音頻壓縮格式，類似于MP3等現(xiàn)有的音樂格式。但有一點(diǎn)不同的是，它是完全免費(fèi)、開放和沒有專利限制的。OGG Vobis有一個(gè)很出眾的特點(diǎn)，就是支持多聲道，隨著它的流行，以后用隨身聽來聽DTS編碼的多聲道作品將不會是夢想。
　　Vorbis 是這種音頻壓縮機(jī)制的名字，而Ogg則是一個(gè)計(jì)劃的名字，該計(jì)劃意圖設(shè)計(jì)一個(gè)完全開放性的多媒體系統(tǒng)。目前該計(jì)劃只實(shí)現(xiàn)了OggVorbis這一部分。
　　Ogg Vorbis文件的擴(kuò)展名是.OGG。這種文件的設(shè)計(jì)格式是非常先進(jìn)的�，F(xiàn)在創(chuàng)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(jìn)行大小和音質(zhì)的改良，而不影響舊有的編碼器或播放器。
　　ogg格式完全開源，完全免費(fèi)， 和mp3不相上下的新格式。
AAC: 前途無量
　　AAC（高級音頻編碼技術(shù) Advanced Audio Coding)，是杜比實(shí)驗(yàn)室為音樂提供的技術(shù)，最大能容納48通道的音軌，采樣率達(dá)96 KHz。出現(xiàn)于1997年，是基于MPEG-2的音頻編碼技術(shù)。由Fraunhofer IIS、杜比、蘋果、AT&T、索尼等公司共同開發(fā)，以取代mp3格式。2000年，MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)出臺，AAC從新整合了其特性，故現(xiàn)又稱MPEG-4 AAC，即m4a。
　　AAC作為一種高壓縮比的音頻壓縮算法，AAC通常壓縮比為18:1，也有資料說為20:1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了AC-3、MP3等較老的音頻壓縮算法。一般認(rèn)為，AAC格式在96Kbps碼率的表現(xiàn)超過了128Kbps的MP3音頻。AAC另一個(gè)引人注目的地方就是它的多聲道特性，它支持1～48個(gè)全音域音軌和15個(gè)低頻音軌。除此之外，AAC最高支持96KHz的采樣率，其解析能力足可以和DVD-Audio的PCM編碼相提并論，因此，它得到了DVD論壇的支持，成為了下一代DVD的標(biāo)準(zhǔn)音頻編碼。
APE 無損壓縮格式
　　新一代的無損音頻格式。 APE的本質(zhì)，其實(shí)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&＃039;&＃039;s Audio這個(gè)軟件進(jìn)行“瘦身”壓縮為APE。很時(shí)候它被用做網(wǎng)絡(luò)音頻文件傳輸，因?yàn)楸粔嚎s后的APE文件容量要比WAV源文件小一半多，可以節(jié)約傳輸所用的時(shí)間。更重要的是，通過Monkey&＃039;s Audio解壓縮還原以后得到的WAV文件可以做到與壓縮前的源文件完全一致。所以APE被譽(yù)為“無損音頻壓縮格式”，Monkey&＃039;&＃039;s Audio被譽(yù)為“無損音頻壓縮軟件”。
　　FLAC格式
　　非常成熟的無損壓縮格式，名氣不在APE之下！FLAC是FreeLosslessAudioCodec的簡稱，該格式的源碼完全開放，而且兼容幾乎所有的操作系統(tǒng)平臺。它的編碼算法相當(dāng)成熟，已經(jīng)通過了嚴(yán)格的測試，而且據(jù)說在文件點(diǎn)損壞的情況下依然能夠正常播放（這一點(diǎn)我不曾試過）。該格式不僅有成熟的Windows制作程序，還得到了眾多第三方軟件的支持。此外該格式是唯一的已經(jīng)得到硬件支持的無損格式，Rio公司的硬盤隨身聽Karma，建伍的車載音響MusicKeg以及PhatBox公司的數(shù)碼播放機(jī)都能支持FLAC格式。
　　Tom&＃039;s Audio Kompressor（TAK格式）
　　TAK是一種新型的無損音頻壓縮格式，全稱是Tom&＃039;s Audio Kompressor，產(chǎn)于德國。目前最新版本還停留在1.01（2007年06月02日）。它類似于FLAC和APE，總體來說，壓縮率類似APE而且解壓縮速度類似FLAC，算是綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。另外，用此格式的編碼器壓縮的音頻是VBR，即可變比特率的。
　　幾大特點(diǎn)：
　　-較為優(yōu)秀的壓縮率。使用Extra參數(shù)的壓縮率類似APE的High參數(shù)，而使用TAK最快的壓縮參數(shù)Turbo得到的結(jié)果和FLAC壓縮率最大的參數(shù)效果有得一比。
　　-較快的壓縮速度。作者說在相同壓縮率的情況下，據(jù)他了解尚未有別的格式能夠比TAK的Turbo和Fast的參數(shù)壓縮得更快。
　　-非�？斓慕鈮核俣�。類似于FLAC的解壓速度。
　　-支持很多常用音頻格式轉(zhuǎn)換為TAK。
　　-流支持。每隔兩秒，包含解碼所需全部信息的一楨會被插入到音頻中。
　　-容錯(cuò)度。1比特的信息出錯(cuò)，最多影響到250毫秒的音頻。由于有上文提到的技術(shù)支持，利用本格式壓縮的損壞嚴(yán)重的音頻也可照樣播放，代價(jià)是損壞的部分由靜音代替。
　　-錯(cuò)誤校驗(yàn)。24比特的CRC校驗(yàn)用于每一楨上。
　　-簡單快速的查找能力。即在你需要從中間某一點(diǎn)播放的時(shí)候，能夠很快地找到你想要的地方開始播放，定位也十分準(zhǔn)確。
　　-支持音頻信息。同時(shí)支持利用外掛CUE分割音軌和添加音頻信息。類似APE等。
評論
　　作為數(shù)字音樂文件格式的標(biāo)準(zhǔn)， WAV 格式容量過大，因而使用起來很不方便。因此，一般情況下我們把它壓縮為MP3或 WMA 格式。壓縮方法有無損壓縮，有損壓縮，以及混成壓縮。MPEG, JPEG就屬于混成壓縮，如果把壓縮的數(shù)據(jù)還原回去，數(shù)據(jù)其實(shí)是不一樣的。當(dāng)然，人耳是無法分辨的。因此，如果把 MP3, OGG格式從壓縮的狀態(tài)還原回去的話，就會產(chǎn)生損失。然而， APE 格式即使還原，也能毫無損失地保留原有音質(zhì)。所以， APE可以無損失高音質(zhì)地壓縮和還原。在完全保持音質(zhì)的前提下，APE的壓縮容量有了適當(dāng)?shù)臏p小。拿一個(gè)最為常見的38MB WAV文件為例，壓縮為 APE 格式后為25MB 左右，比開始足足少了13MB。而且MP3容量越來越大的今天，25M的歌曲已經(jīng)算不上什么龐然大物了。以1GB的mp3來說可以放入4張CD，那就是40多首歌曲，已經(jīng)足夠了！

• 通信詞典解釋