音频格式、编解码2

(1)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。

和OGG一样,MPC的竞争对手也是mp3,在中高码率下,MPC可以做到比竞争对手更好音质,在中等码率下,MPC的表现不逊色于Ogg,在高码率下,MPC的表现更是独孤求败,MPC的音质优势主要表现在高频部分,MPC的高频要比MP3细腻不少,也没有Ogg那种金属味道,是目前最适合用于音乐欣赏的有损编码。由于都是新生的编码,和Ogg际遇相似,也缺乏广泛的软件和硬件支持。MPC有不错的编码效率,编码时间要比OGG和LAME短不少。

特点:中高码率下,具有有损编码中最佳的音质表现,高码率下,高频表现极佳

适用于:在节省大量空间的前提下获得最佳音质的音乐欣赏。

(2)AAC就是Advanced Audio Coding(先进音频编码)的意思。

它适用于从比特率在8kbit/s单声道的电话音质到160kbit/s多声道的超高质量音频范围内的编码,并且允许对多媒体进行编?4.0 (compatibleEB。这样我们就知道了AAC的傲人之处,它增加了诸如对立体声的完美再现、比特流效果音扫描、多媒体控制、降噪优异等MP3没有的特性,使得在音频压缩后仍能完美的再现CD音质。

我在网上查到的资料说,从1998年起,陆续有专业人士对MP3与AAC进行测试比较,认为AAC优于MP3。从二声道音质表现而言,每声道64kbit/s的AAC相当于每声道96kbit/s的MP3。但是我用一款叫做MBSoft AAC Encoder v0.3的软件制作了一个AAC格式的歌曲,却要比mp3格式的该歌曲大1M之多,效果感觉不错,效果提升很小很小很小,而且奇怪的是NAM无法识别这首AAC格式的歌曲,让我无法转成lse,众所周知必须由NAM转成lse格式才可以放进5510里面去听,所以只能说是5510不支持自制的AAC格式歌曲。
同时我在网上查到,和MP3歌曲可以免费下载相反,AAC歌曲则必须付费才能获得,AAC里面特别加进了用来保护版权的编码技术,只有特许用户才可以播放,有效地保证了乐曲的版权

(3)OGG
网络上出现了一种叫Ogg Vorbis的音频编码,号称MP3杀手!Ogg Vorbis究竟什么来头呢?OGG是一个庞大的多媒体开发计划的项目名称,将涉及视频音频等方面的编码开发。整个OGG项目计划的目的就是向任何人提供完全免费多媒体编码方案!OGG的信念就是:OPEN!FREE!Vorbis这个词汇是特里.普拉特柴特的幻想小说《Small Gods》中的一个"花花公子"人物名。这个词汇成为了OGG项目中音频编码的正式命名。目前Vorbis已经开发成功,并且开发出了编码器。
Ogg Vorbis是高质量的音频编码方案,官方数据显示:Ogg Vorbis可以在相对较低的数据速率下实现比MP3更好的音质!Ogg Vorbis这种编码也远比90年代开发成功的MP3先进,她可以支持多声道,这意味着什么?这意味着Ogg Vorbis在SACD、DTSCD、DVD AUDIO抓轨软件(目前这种软件还没有)的支持下,可以对所有的声道进行编码,而不是MP3只能编码2个声道。多声道音乐的兴起,给音乐欣赏带来了革命性的变化,尤其在欣赏交响时,会带来更多临场感。这场革命性的变化是MP3无法适应的。

和MP3一样,Ogg Vorbis是一种灵活开放的音频编码,能够在编码方案已经固定下来后还能对音质进行明显的调节和新算法的改良。因此,它的声音质量将会越来越好,和MP3相似,Ogg Vorbis更像一个音频编码框架,可以不断导入新技术逐步完善。和MP3一样,OGG也支持VBR。

现在创建的OGG文件可以在未来的任何播放器上播放,因此,这种文件格式可以不断地进行大小和音质的改良,而不影响旧有的编码器或播放器。在压缩技术上,Ogg Vorbis的最主要特点是使用了VBR(可变比特率)和ABR(平均比特率)方式进行编码。与MP3的CBR(固定比特率)相比可以达到更好的音质。Ogg Vorbis其他技术特性还包括:支持类似于MP3的ID3信息,但比MP3要灵活而又完整得多,实际上可以填写随意多的信息。Vorbis还具有比特率缩放功能,可以不用重新编码便可调节文件的比特率。Vorbis文件可以被分成小块并以样本粒度(granularity,专业术语,指数据可以被分割的最小尺寸)进行编辑;Vorbis支持多通道(大于2)音频流并使用了独创性的处理技术;Vorbis文件可以以逻辑方式相连接等。

在经济利益的推动下,Ogg Vorbis从一诞生就获得了各方的关注,许多著名音频软件,包括象出品Sound Forge的Sonic Foundry(http://www.sonicfoundry.com)这样的工业巨头也在软件中增加了对Ogg Vorbis的支持,而对于本来就是免费的或者开放源码的音频相关软件比如WinAMP(http://www.winamp.com)、CDEX(http://cdex.sourceforge.net)等等更是第一时间在软件中加入了Ogg Vorbis的支持。可以这样说,Ogg Vorbis在业界的支持是非常广泛的。简单的举个例子,著名的游戏闪点行动(Operation Flash Point)就是使用Ogg Vorbis作为游戏所有声音和音乐的保存格式的。

当然,软件上的支持对于一种音乐格式来说还是一厢情愿的事情。Ogg Vorbis是否能够真正流行起来,关键还是要靠广大用户和音乐制作人。可喜的是,目前在网络上Ogg Vorbis格式的应用已经日渐增多,而且已经开始向其他方面发展,比如游戏、多媒体应用的配乐等。目前Ogg Vorbis取得的最大成就是获得著名的BBC广播公司的认可,使用Ogg Vorbis音频流在线播放节目。另外,在硬件方面也出现了支持播放OGG格式的播放器。


■为何要使用Ogg Vorbis格式呢?

众所周知,MP3是有损压缩格式,因此压缩后的数据与标准的CD音乐相比是有损失的。VORBIS也是有损压缩,但通过使用更加先进的声学模型去减少损失,因此,同样位速率(Bit Rate)编码的OGG与MP3相比听起来更好一些。另外,还有一个原因,MP3格式是受专利保护的。如果你想使用MP3格式发布自己的作品,则需要付给Fraunhofer(发明MP3的公司)专利使用费。而VORBIS就完全没有这个问题。

对于乐迷来说,使用OGG文件的显著好处是可以用更小的文件获得优越的声音质量。而且,由于OGG是完全开放和免费的,制作OGG文件将不受任何专利限制,可望可以获得大量的编码器和播放器。这也是为何现在MP3编码器如此少而且大多是商业软件的原因,因为Fraunhofer要收取专利使用费。

■Ogg Vorbis的音质真能比得上MP3吗?

由于Vorbis 使用了与MP3相比完全不同的数学原理,因此在压缩音乐时受到的挑战也不同。在当前的聆听测试中,同样位速率编码的Vorbis 和MP3 文件具有同等的声音质量。

■Ogg Vorbis的声音质量会继续改进吗?

是的。由于Vorbis使用了一种灵活的格式,能够在文件格式已经固定下来后还能对音质进行明显的调节和新算法训练。因此,它的声音质量将会越来越好。

由于Ogg目前仍处于BETA测试阶段,因此,现阶段的编码器仍存在着一些未解决的问题。Ogg的开发人员已经承诺将于下一个BETA版本改进现存的问题。关键的一点是,这些问题只是由于软件的编写而导致的,与Ogg格式本身所使用的算法无关。

■Ogg的文件大小如何与MP3进行比较?

如果两个文件都是以同样的位速率和CBR(常量位速率,指文件从头到尾都是一种位速率)方式来编码的话,那他们的大小肯定相同。当前Vorbis是以VBR(可变位速率)方式编码的,这使得Ogg的文件可以更小,因为VBR方式可以处理能大幅度进行压缩的音频数据(比如无声的时段)而节省空间。

■Vorbis能以什么位速率进行编码?

理论上,没有固定的位速率。Vorbis的设计是可以以16kbps~128kbps/通道的位速率进行编码。但规格说明中并没有限制你将文件以512kbps或8kbps方式编码。

■Ogg Vorbis支持类似于MP3的ID3信息吗?

支持。Vorbis格式中包括有一个灵活而又完整的注释栏,可用于填写各种相关信息。

■编码/解码器能有多快?

当前的编码/解码器在速度上已经接近一些商业级别的编码解码器了。由于现在还没有对程序进行优化,相信等一切完成后,至少可以跟MP3持平。

■Ogg Vorbis格式支持流式播放吗?

音频流是Vorbis的一个重要组成部分.vorbis格式从设计的一开始就是立足于可以容易地进行流式处理。并且,Vorbis的设计者正与Icecast 流媒体软件的创造者一起使Icecast兼容 Vorbis。待正式版推出时,将会有各种各样支持流式OGG播放的软件或软件插件出现。

■目前有什么软硬件支持Ogg Vorbis?

迄今为止,Sonique、FreeAmp、Winamp、XMMS和kmpg都支持通过插件播放Ogg Vorbis文件。鉴于这些软件的影响力,将会有更多的软件支持OGG格式。另外,两个最流行的MP3编码器:LAME和BladeEnc,也宣布他们将支持编码Ogg Vorbis文件。

■Ogg Vorbis有什么独一无二的特性?

Vorbis具有一个设计良好、灵活的注释,避免了象MP3文件的ID3标记那样烦琐的操作; Vorbis还具有位速率缩放:可以不用重新编码便可调节文件的位速率。Vorbis文件可以被分成小块并以样本粒度进行编辑;Vorbis支持多通道;Vorbis文件可以以逻辑方式相连接等。


(4)APE是Monkey's Audio提供的一种无损压缩格式。Monkey's Audio提供了Winamp的插件支持,因此这就意味着压缩后的文件不再是单纯的压缩格式,而是和MP3一样可以播放的音频文件格式。这种格式的压缩比远低于其他格式,但能够做到真正无损,因此获得了不少发烧用户的青睐。在现有不少无损压缩方案种,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唯一选择。

APE可以做到真正的无损,而不是听起来无损,压缩比也要比类似的无损格式要好。

适用于:最高品质的音乐欣赏及收藏

先要弄清楚APE的本质,其实它是一种无损压缩音频格式。庞大的WAV音频文件可以通过Monkey's Audio这个软件进行“瘦身”压缩为APE。很时候它被用做网络音频文件传输,因为被压缩后的APE文件容量要比WAV源文件小一半多,可以节约传输所用的时间。更重要的是,通过Monkey's Audio解压缩还原以后得到的WAV文件可以做到与压缩前的源文件完全一致。所以APE被誉为“无损音频压缩格式”,Monkey's Audio被誉为“无损音频压缩软件”。与采用WinZip或者WinRAR这类专业数据压缩软件来压缩音频文件不同,压缩之后的APE音频文件是可以直接被播放的。Monkey's Audio会向Winamp中安装一个“in_APE.dll”插件,从而使Winamp也具备播放APE文件的能力。

Monkey's Audio(http://www.monkeysaudio.com)是一种无损压缩技术。他并不是由什么大公司发明的,完全是一个个人业余兴趣作品。为了使Monkey's Audio能有更好的发展,现在这个软件已经公开了源代码。

  这种压缩格式的特点是无损压缩,也就是说对压缩数据进行还原之后得到的数据与原来的数据是完全相同的。该格式的特点尤其适合那些拥有一对“金耳朵”并且一直对mp3的音质耿耿于怀的音乐发烧友。后者有人会问,要无损压缩,我随便找个压缩软件比如WINRAR都可以达到不错的效果了,还要这种格式干嘛?所以这里要澄清一个误解:使用普通的压缩软件进行压缩无疑是可以得到不错的压缩效果,有时候甚至更优于使用Monkey's Audio,但是压缩软件生成的压缩包必须要先解压还原之后才能播放里面的内容,而Monkey's Audio这种无损压缩编码得到的文件可以直接使用播放器(比如WinAMP)进行播放。Monkey's Audio的压缩效果大约在2:1左右,也就是说压缩结果是原来的二分之一大小。一张CD大约需要330MB左右的空间存放,相比之下还是比较占空间的。由于这个原因,所以对音质要求不是太高的人通常都选择VBR方式的mp3而不是选择它。


(5)VQF实际指的是TwinVQ(Transform-domain Weighted INterleave Vector Quantization)技术,是日本Nippon Telegraph and Telephone集团属下的NTT Human Interface Laboratories(http://sound.splab.ecl.ntt.co.jp)开发的一种音频压缩技术。该技术受到著名的YAMAHA公司的支持。VQF或TVQ是其文件的文件类型名。VQF其实是一种比较先进的技术,通常认为96kbps VQF 与 128kbps MP3 质量相同。

  VQF在YAMAHA公司的大力推动下也曾有相当的市场份额。不过时至今日,VQF已经在逐步淡出舞台。原因是多方面的。首先,VQF 是专门开发来用于低比特率情况的,对于录音室这种需要高保真的环境就无能为力了。换句话说,VQF仅适合一般播放用途。这使得VQF的应用范围相对狭窄。其次,VQF没有得到操作系统平台的直接支持,就像mp3PRO那样,Windows自始至终都不支持直接播放VQF文件,使得VQF得不到大范围的推广。再次,VQF是一种封闭的专利技术,导致市场所有与VQF相关的编码器、播放器无一不是YAMAHA和NTT的产物,这一点极大地妨碍了VQF的发展。最著名的一个例子就是一个曾经致力于推广VQF技术的网站:http://www.vqf.com宣布由于VQF的衰落而停止更新,等待高比特率(192kbps或以上)的VQF格式出台后再作打算。虽然YAMAHA公司已经成功地将VQF提交到了MPEG组织,并成为MPEG-4标准的一部分,但这些努力也是无济于事的。因为MPEG-4本来就是一个面向对象的大包容的平台,与MPEG-1和MPEG-2这样专门针对某种具体的技术而制定的标准已经不是一回事了。

  要播放VQF软件,可以通过给WinAMP增加支持插件来实现,也可以使用YAMAHA自己的SoundVQ Player播放器。编码软件可以使用YAMAHA SoundVQ Encoder或者NTT TwinVQ Encoder。后者的优化比较好,速度比前者快一些。


(6)mp3PRO为了使mp3能在未来仍然保持生命力,Fraunhofer-IIS研究所连同Coding Technologies 公司(http://www.codingtechnologies.com)还有法国的Thomson multimedia公司(http://www.thomson.net)共同推出了mp3PRO。这种格式与之前的mp3相比最大的特点是能在低达64kbps的比特率下仍然能提供近似CD的音质(mp3是128K)。该技术称为SBR(Spectral Band Replication),它在原来mp3技术的基础上专门针对原来mp3技术中损失了的音频细节进行独立编码处理并捆绑在原来的mp3数据上,在播放的时候通过再合成而达到良好的音质效果。

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,这有点像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。

mp3PRO格式与mp3是兼容的,所以它的文件类型也是mp3。mp3PRO播放器可以支持播放mp3PRO或者mp3编码的文件;普通的mp3播放器也可以支持播放mp3PRO编码的文件,但只能播放出mp3的音质。

但是,虽然mp3PRO是一种优秀的技术,由于技术专利费用的问题以及其他技术提供商比如Microsoft的竞争,mp3PRO并没有得到很大的流行。

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