各种音频文件格式的优缺点.doc

各种音频文件格式的优缺点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编码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。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。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。WMAWMA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。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。APEAPE是Monkeys Audio提供的一种无失真压缩格式。 MonkeysAudio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。AACAAC（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。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。LPCM无损音轨原始存在格式，概念上等效于wave档，并不需要运算解码，可直接输入功放进行DA转换，LPCM音轨由于码率和体积较大，在DVD时代通常用在两声道音乐碟的音轨，到了蓝光影碟上，传输速率和容量都大幅增加，给了多声道LPCM音轨表现的机会。描述LPCM音轨规格，包括采样频率、采样精度和声道数，采样频率包含48Khz、96Khz和192Khz，频率越高，还原高频信号和丰富谐波的能力就越强，采样精度包括16bit和24bit ，精度越高保真和信噪比度越高，动态范围也更宽。不过，像96K24bit 7.1声道的LPCM码率约为恒定18Mbps，会大大挤占视频传输频宽，所以高规格无损音轨仍然需要无失真压缩编码的说明。Dolby TrueHDDolbyTrueHD是新一代的音讯编码技术，它可以提供纯净、无损的多频道音讯。在Dolby TrueHD中拓展了中继资料支援的范围，使内容制作商可以对音讯播放过程进行更高级的控制，保证各种聆听环境都能有出色的音效。 Dolby TrueHD技术可以提供质朴的录音棚母带品质的声音，使其更接近原始录制的音效。DTS-HD Master AudioDTS-HD Master Audio 是DTS公司针对新一代高解析度影音光碟所研发的高解析度音效格式，采用无失真压缩方式纪录，是BD选用音效格式之一，在BD上最高可支援7.1 声道96KHz 24bit 取样的音效输出，资料流程量最高24.5Mbps，与消费电子领域的所有音讯技术一样基于相干声学数位编码，能实现bit-to-bit的精确传输，不会损失任何音讯细节。在大多数玩家心中，其声音品质优于DolbyTrueHD。M4A格式（始于苹果）M4A是MPEG-4 音讯标准的档的副档名。在MPEG4标准中提到，普通的MPEG4档副档名是“mp4”。自从Apple开始在它的iTunes以及iPod中使用“m4a”以区别MPEG4的视频和音讯档以来，“m4a”这个副档名变得流行了。目前，几乎所有支援MPEG4音讯的软体都支援“m4a”。