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你知道数码音频档有哪些格式吗?
浏览:438  发布:2019/07/30 

我们有时会遇到下载到播放机中的音乐档显示出“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讯格式究竟是什么意思呢?他们各自又有着怎样的优缺点呢?都说无损音乐的音质最好,但哪些格式是无损的呢?
音讯档案格式专指存放音讯资料档的格式,这些格式主要是因为音讯档存储、传输及制作的需求不同而产生的。主体可分为无损和有损两类音讯档案格式:

无损的音讯格式解压时不会产生资料和品质上的损失,解压产生的资料与未压缩的资料完全相同。例如:CD、WAV、FLAC、AIFF、AU、APE、TTA,无损无压缩的LPCM,无失真压缩的Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio等。

有损档案格式有着很高的压缩率,是基于声学心理学的模型,除去人类很难或根本听不到的声音,例如删除一个音量很高的声音后面紧跟着的一个音量很低的声音。其中包括:MP3、Windows Media Audio(WMA)、VQF、Ogg Vorbis(OGG)、AAC、m4a等格式。

一、无损格式

CD格式(正统血脉)


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科普!你知道数码音频档有哪些格式吗?
2017-12-15 08:20

我们有时会遇到下载到播放机中的音乐档显示出“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讯格式究竟是什么意思呢?他们各自又有着怎样的优缺点呢?都说无损音乐的音质最好,但哪些格式是无损的呢?

音讯档案格式专指存放音讯资料档的格式,这些格式主要是因为音讯档存储、传输及制作的需求不同而产生的。主体可分为无损和有损两类音讯档案格式:

无损的音讯格式解压时不会产生资料和品质上的损失,解压产生的资料与未压缩的资料完全相同。例如:CD、WAV、FLAC、AIFF、AU、APE、TTA,无损无压缩的LPCM,无失真压缩的Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio等。

有损档案格式有着很高的压缩率,是基于声学心理学的模型,除去人类很难或根本听不到的声音,例如删除一个音量很高的声音后面紧跟着的一个音量很低的声音。其中包括:MP3、Windows Media Audio(WMA)、VQF、Ogg Vorbis(OGG)、AAC、m4a等格式。

一、无损格式

CD格式(正统血脉)

CD格式的音质是一种比较高的音讯格式。因此要讲音讯格式,自然要先讲CD。标准CD格式也就是44.1KHz的取样频率,速率88K/秒,16bit,它的声音基本上是忠于原声的。因此如果你是一个音响发烧友的话,CD是你的首选,它会让你感受到天籁之音。 CD光碟可以在CD唱机中播放,也能用电脑里的各种播放软体来重放。一个CD音讯档是一个cda档,这只是一个索引资讯,并不是真正的包含声音资讯,所以不论CD音乐的长短,在电脑上看到的“cda档”都是44位元组长。注意:不能直接的复制CD格式的cda档到硬碟上播放,需要使用像EAC这样的抓音轨软体把CD格式的档转换成WAV,这个转换过程如果光碟驱动器品质过关而且EAC的参数设置得当的话,可以说是基本上无损抓音讯。

特点:历史悠久,忠于原声,发烧友最爱。

SACD格式(高品质音讯光碟)

SACD是Sony与Philips合力研发的音乐碟片规格,是继CD的发明之后,成功超越CD声音品质的新产品。 SACD是一种新型的光碟,它不是CD格式,播放时需使用SACD专用的播放设备。 SACD的取样速率高达2822.4kHz,是一般CD 44.1KHz取样的64倍,而且SACD频率范围更是高达100KHz以上;也因此使得SACD改善了原来音乐CD音质给人冷硬的刻板印象,而以更细腻、更多细节、更柔软的声音呈现。 SACD的录音方式是用Direct Stream Digital(DSD,即直流数位技术)方式录音,摒除传统的PCM录音方式,将所有信号以每秒280万次直接把类比音乐信号波形转变为数位信号,也就是所谓的'直接位元流数位',因此取样波形非常接近原来的类比波形。目前SACD有多种格式,必需注明“Hybrid”的SACD,才有CD层,可以在普通CD Player播放聆听,否则只能在SACD机上播放!

特点:高取样率赋予声音更多细节,更加接近类比信号。

WAV格式(音乐创作首选)

微软很早以前开发的音讯格式,符合PIFF Resource Interchange File Format档规范。 WAV对音讯流的编码没有硬性规定,可以使用多种音讯编码来压缩其音讯流,不过我们常见的都是音讯流被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是被支援得最好的音讯格式,所有音讯软体都能完美支援,由于本身可以达到高音质的要求,因此,WAV也是音乐编辑创作的首选格式,适合保存音乐素材。标准格式的WAV档和CD格式一样,也是44.1K的采样频率,速率88K/秒,16bit, 高品质的WAV格式音效档品质和CD相差无几,也是目前PC机上广为流行的音效档格式,几乎所有的音讯编辑软体都“认识”WAV格式,但缺点是体型过于“巨大”。

特点:易用于编辑制作,被大量软体所支援。适用于多媒体开发、保存音乐和音效素材。

APE格式(高品质音乐典范)

APE是Monkey's Audio提供的一种无失真压缩格式。 Monkey'sAudio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。

FLAC格式(原音重现)

FLAC即是Free Lossless AudioCodec的缩写,中文可解为无损音讯压缩编码。 FLAC是一套著名的自由音讯压缩编码,其特点是无失真压缩。不同于其他失真压缩编码如MP3 及AAC,它不会破任何原有的音讯资讯,所以可以还原音乐光碟音质。现在它已被很多软体及硬体音讯产品所支援。简而言之,FLAC与MP3相仿,但是是无失真压缩的,也就是说音讯以FLAC方式压缩不会丢失任何资讯。这种压缩与Zip的方式类似,但是FLAC将给你更大的压缩比率,因为FLAC是专门针对音讯的特点设计的压缩方式。

特点:资讯无损失,但体积相对较大,具有快速解码、是目前唯一获得硬体支援的格式。 LAC支持快速采样精确定位。这不仅对于播放有益,更使得FLAC档便于编辑。

AIFF与AU

这里顺便提一下由苹果公司开发的AIFF(Audio Interchange File Format)格式和为UNIX系统开发的AU格式。 AIFF是Apple苹果电脑上面的标准音频格式,属于QuickTime技术的一部分。这一格式的特点就是格式本身与资料的意义无关,因此受到了Microsoft的青睐,并据此搞出来WAV格式。 AIFF虽然是一种很优秀的档案格式,但由于它是苹果电脑上的格式,因此在PC平台上并没有得到很大的流行。不过由于Apple电脑多用于多媒体制作出版行业,因此几乎所有的音讯编辑软体和播放软体都或多或少地支援AIFF格式。

TTA格式

True Audio(缩写TTA)是一种自由又简单的即时无损音讯转码器。 TTA是一种基于自我调整预测过滤的无损音讯压缩,与目前主要的其他格式相比,能有相同或更好的压缩效果。 TTA是用于对多声道的无失真压缩,压缩的大小范围是原文件大小的30%—70%。 TTA格式主要目标不是追求最大的压缩率,而是对于硬体执行的编码演算法最优化,同时支援ID3v1和ID3v2两种标签资讯。 TTA编码,可以将20张收藏的音讯CD存储到一张DVD-R盘上并播放。还能用流行的ID3标签存储所有曲目的资讯。

次世代高清音讯中主要有三种无损格式:无损无压缩的LPCM,无失真压缩的Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio

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 TrueHD

DolbyTrueHD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 Audio

DTS-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。

二、有损格式

MP3格式(人气之王)

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。

WMA格式(绝对的实力派)

WMA就是Windows Media Audio编码后的档案格式,由微软开发,音质要强于MP3格式,更远胜于RA格式,它和YAMAHA公司开发的VQF格式一样,在保持音质的情况下达到了比MP3压缩率更高的目的,WMA的压缩率一般都可以达到1:18左右。 WMA针对的不是单机市场,是网路!竞争对手就是网路媒体市场中著名的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支援防复制功能,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支援流技术,即一边读一边播放,因此WMA可以很轻松的实现线上广播,由于是微软的杰作,因此,微软在Windows中加入了对WMA的支援,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。

特点:低码率下(192kbps)的音质表现难有对手。适用于数位电台架设、线上试听、低要求下的音乐欣赏。

ACC 格式(大体积高音质)

AAC(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。

RealAudio(流动的旋律)

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。

特点:充分利用宽频资源发挥音质潜力,适用于线上收听。

VQF(小众实力派)

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。

OGG格式(潜力特质突出)

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。

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”。

总结:

无损无压缩格式的品质最好,对于声音的还原要远远优于有损音乐,听无损音乐不光可以听到真实的声音,对于听力也是一种保护。

当然无损和有损各有利弊,无损的当然好但是档大,需要很大的空间来存储。并且由于对声音的抽样和量化精度高,对音讯编码、解码能力要求也会增高,这就对播放设备的CPU、记忆体和硬碟有一定要求。所以,各类失真压缩音讯格式因为其容量小,传输方便,播放设备小巧而成为了市场的主流。

随着储存、播放及传输技术的不断进步,未来,高品质的音乐将离我们越来越近。

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