MP3: MP3格式誕生于八十年代的德國,所謂的MP3也就是指的是MPEG標準中的音頻部分,也就是MPEG音頻層。
根據壓縮質(zhì)量和編碼處理的不同分為3層,分別對應“*.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(lái)?yè)Q取文件的尺寸,相同長(cháng)度的音樂(lè )文件,用*.mp3格式來(lái)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(wèn)世之初還沒(méi)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(dòng)。
但是樹(shù)大招風(fēng),MP3音樂(lè )的版權問(wèn)題也一直是找不到辦法解決,因為MP3沒(méi)有版權保護技術(shù),說(shuō)白了也就是誰(shuí)都可以用。 MP3格式壓縮音樂(lè )的采樣頻率有很多種,可以用64Kbps或更低的采樣頻率節省空間,也可以用320Kbps的標準達到極高的音質(zhì)。
我們用裝有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3的 MP3編碼器(現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(lè )“忙”的時(shí)候加大采樣的頻率獲取更高的音質(zhì),不過(guò)產(chǎn)生的MP3文件可能在某些播放器上無(wú)法播放。
我們把VBR的級別設定成為與前面的CBR文件的音質(zhì)基本一樣,生成的VBR MP3文件為2.9MB。WMA: WMA (Windows Media Audio) 格式是來(lái)自于微軟的重量級選手,后臺強硬,音質(zhì)要強于MP3格式,更遠勝于RA格式,它和日本YAMAHA公司開(kāi)發(fā)的VQF格式一樣,是以減少數據流量但保持音質(zhì)的方法來(lái)達到比MP3壓縮率更高的目的,WMA的壓縮率一般都可以達到1:18左右,WMA的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是內容提供商可以通過(guò)DRM(Digital Rights Management)方案如Windows Media Rights Manager 7加入防拷貝保護。
這種內置了版權保護技術(shù)可以限制播放時(shí)間和播放次數甚至于播放的機器等等,這對被盜版攪得焦頭亂額的音樂(lè )公司來(lái)說(shuō)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(xiàn)播放,作為微軟搶占網(wǎng)絡(luò )音樂(lè )的開(kāi)路先鋒可以說(shuō)是技術(shù)領(lǐng)先、風(fēng)頭強勁,更方便的是不用象MP3那樣需要安裝額外的播放器,而Windows操作系統和Windows Media Player的無(wú)縫捆綁讓你只要安裝了windows操作系統就可以直接播放WMA音樂(lè ),新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光盤(pán)轉換為WMA聲音格式的功能,在新出品的操作系統Windows XP中,WMA是默認的編碼格式,大家知道Netscape的遭遇,現在“狼”又來(lái)了。WMA這種格式在錄制時(shí)可以對音質(zhì)進(jìn)行調節。
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。雖然現在網(wǎng)絡(luò )上還不是很流行,但是在微軟的大規模推廣下已經(jīng)是得到了越來(lái)越多站點(diǎn)的承認和大力支持,在網(wǎng)絡(luò )音樂(lè )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。 RealAudi RealAudio主要適用于在網(wǎng)絡(luò )上的在線(xiàn)音樂(lè )欣賞,現在大多數的用戶(hù)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(huì )提示你根據你的Modem速率選擇最佳的Real文件。現在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,在保證大多數人聽(tīng)到流暢聲音的前提下,令帶寬較富裕的聽(tīng)眾獲得較好的音質(zhì)。WAV WAV格式是微軟公司開(kāi)發(fā)的一種聲音文件格式,也叫波形聲音文件,是最早的數字音頻格式,被Windows平臺及其應用程序廣泛支持。
WAV格式支持許多壓縮算法,支持多種音頻位數、采樣頻率和聲道,采用44.1kHz的采樣頻率,16位量化位數,因此WAV的音質(zhì)與CD相差無(wú)幾,但WAV格式對存儲空間需求太大不便于交流和傳播。 WAV是一種文件格式,符合 PIFF Resource Interchange File Format規范。
所有的WAV都有一個(gè)文件頭,這個(gè)文件頭音頻流的編碼參數。WAV對音頻流的編碼沒(méi)有硬性規定,除了PCM之外,還有幾乎所有支持ACM規范的編碼都可以為WAV的音頻流進(jìn)行編碼。
WAV也可以使用多種音頻編碼來(lái)壓縮其音頻流,不過(guò)我們常見(jiàn)的都是音頻流被PCM編碼處理的WAV,但這不表示W(wǎng)AV只能使用PCM編碼,MP3編碼同樣也可以運用在WAV中,和AVI一樣,只要安裝好了相應的Decode,就可以欣賞這些WAV了。 在Windows平臺下,基于PCM編碼的WAV是被支持得最好的音頻格式,所有音頻軟件都能完美支持,由于本身可以達到較高的音質(zhì)的要求,因此,WAV也是音樂(lè )編輯創(chuàng )作的首選格式,適合保存音樂(lè )素材。
因此,基于PCM編碼的WAV被作為了一種中介的格式,常常使用在其他。
語(yǔ)音信號的數字化傳輸,一直是通信的發(fā)展方向之一。采用低速率語(yǔ)音編碼技術(shù)進(jìn)行語(yǔ)音傳輸比語(yǔ)音信號模擬傳輸有諸多優(yōu)點(diǎn),現代通信的發(fā)展趨勢決定了語(yǔ)音編碼技術(shù)的兩大突出優(yōu)勢:
大大節省了帶寬。從最初的PCM64k編碼到現在標準語(yǔ)音壓縮協(xié)議,如G.723編碼速率為5.3K或6.3Kbps;G.729編碼速率為8Kbps。還有未形成協(xié)議標準但更低的編碼速率已有成熟的算法可以實(shí)現,如AMBE、CELP、RELP、VSELP、MELP、MP-MLQ、LPC-10等多種語(yǔ)音壓縮算法,最低編碼速率達到2.4kbps,有些算法已在包括第三代移動(dòng)通信系統(3G)的多個(gè)領(lǐng)域得到應用。
便于實(shí)現與IP融合。Internet的成功運用使得與IP的融合已成必然的發(fā)展趨勢。分組語(yǔ)音即將分組交換的概念與語(yǔ)音傳輸相結合,使得語(yǔ)音信息更易于接入IP網(wǎng)。而分組語(yǔ)音的關(guān)鍵技術(shù)之一就是語(yǔ)音編碼技術(shù),低速率的語(yǔ)音編碼技術(shù)對語(yǔ)音信息的實(shí)時(shí)性有更好的保證。采用分組語(yǔ)音傳輸的網(wǎng)絡(luò ),其傳輸的語(yǔ)音信息本身就是分組數據包,這樣的語(yǔ)音信息在接入Internet時(shí)將是非常的方便。
語(yǔ)音編碼既可用軟件也可用硬件的方法實(shí)現。軟件實(shí)現就是將壓縮算法用軟件方法實(shí)現,這樣做的好處是成本低、修改方便靈活,但處理速度較慢,不易保證處理的實(shí)時(shí)性。采用硬件實(shí)現就是將語(yǔ)音壓縮算法固化到專(zhuān)用DSP芯片中,這樣處理速度快,便于實(shí)時(shí)處理。
Mp3音樂(lè )所采用的聲音數據壓縮編碼的標準是 MPEG Audio Layer 3。
利用 MPEG Audio Layer 3 的技術(shù),將音樂(lè )以1:10 甚至 1:12 的壓縮率,壓縮成容量較小的文件,而對于大多數用戶(hù)來(lái)說(shuō)重放的音質(zhì)與最初的不壓縮音頻相比沒(méi)有明顯的下降。
它是在1991年由位于德國埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的一組工程師發(fā)明和標準化的。用MP3形式存儲的音樂(lè )就叫作MP3音樂(lè ),能播放MP3音樂(lè )的機器就叫作MP3播放器。
擴展資料:
因為MP3是一種有損壓縮格式,它提供了多種不同“比特率”(bit rate)的選項—也就是用來(lái)表示每秒音頻所需的編碼數據位數。
典型的速度介于128kbps和320kbps(kbit/s)之間。與此對照的是,CD上未經(jīng)壓縮的音頻比特率是1411.2 kbps(16 位/采樣點(diǎn) * 44100 采樣點(diǎn)/秒 * 2 通道)。
使用較低比特率編碼的MP3文件通常回放質(zhì)量較低。使用過(guò)低的比特率,“壓縮噪聲(compression artifact)”(原始錄音中沒(méi)有的聲音)將會(huì )在回放時(shí)出現。
說(shuō)明壓縮噪聲的一個(gè)好例子是:壓縮歡呼的聲音;由于它的隨機性和急劇變化,所以編碼器的錯誤就會(huì )更明顯,并且聽(tīng)起來(lái)就象回聲。
參考資料來(lái)源:搜狗百科-MP3
mp3
MP3全稱(chēng)是動(dòng)態(tài)影像專(zhuān)家壓縮標準音頻層面3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III)。是當今較流行的一種數字音頻編碼和有損壓縮格式,它設計用來(lái)大幅度地降低音頻數據量,而對于大多數用戶(hù)來(lái)說(shuō)重放的音質(zhì)與最初的不壓縮音頻相比沒(méi)有明顯的下降。它是在1991年由位于德國埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的一組工程師發(fā)明和標準化的。
ape
APE是目前流行的數字音樂(lè )文件格式之一。與MP3這類(lèi)有損壓縮方式不同,APE是一種無(wú)損壓縮音頻技術(shù),也就是說(shuō)當你將從音頻CD上讀取的音頻數據文件壓縮成APE格式后,你還可以再將APE格式的文件還原,而還原后的音頻文件與壓縮前的一模一樣,沒(méi)有任何損失。APE的文件大小大概為CD的一半,但是隨著(zhù)寬帶的普及,APE格式受到了許多音樂(lè )愛(ài)好者的喜愛(ài),特別是對于希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸音頻CD的朋友來(lái)說(shuō),APE可以幫助他們節約大量的資源。
wma
WMA的全稱(chēng)是Windows Media Audio,它是微軟公司推出的與MP3格式齊名的一種新的音頻格式。由于WMA在壓縮比和音質(zhì)方面都超過(guò)了MP3,更是遠勝于RA(Real Audio),即使在較低的采樣頻率下也能產(chǎn)生較好的音質(zhì)。
在64kbps的數據速率時(shí),在13000-20000Hz頻率段就能保留了大部分信息。
但64kbps的WMA的低頻表現實(shí)在有點(diǎn)令人失望,聽(tīng)上去比較硬,如同加入了哇聲效果般,感覺(jué)非常不好,當然比同比特64K的mp3要好感覺(jué)聲音更集中。聽(tīng)覺(jué)上64WMA的表現基本接近128kbps mp3的音質(zhì)水平,但沒(méi)有達到。96K的wma略好于128K的mp3,WMA在高于128以上的各種比特率表現相差不大,高頻和泛音都很豐富,一般人聽(tīng)不出WMA128Kbps以上的音質(zhì)和音色的差異,總體感覺(jué)WMA的聲音偏硬,適合流行搖滾,如果是古典或者純人聲的話(huà),感覺(jué)有點(diǎn)生硬,在低于128K時(shí),WMA對于MP3擁有絕對優(yōu)勢!128以上的WMA相比MP3會(huì )有薄的感覺(jué)。
在128kbps及以下碼流的試聽(tīng)中WMA完全超過(guò)了MP3格式,低碼流之王不是浪得虛名的。但是當碼流上升到128kbp以后,WMA的音質(zhì)卻并沒(méi)有如MP3一樣隨著(zhù)碼流的提高而大大提升。
flac
FLAC即是Free Lossless Audio Codec的縮寫(xiě),中文可解為無(wú)損音頻壓縮編碼。FLAC是一套著(zhù)名的自由音頻壓縮編碼,其特點(diǎn)是無(wú)損壓縮。不同于其他有損壓縮編碼如MP3 及 AAC,它不會(huì )破任何原有的音頻資訊,所以可以還原音樂(lè )光盤(pán)音質(zhì)。現在它已被很多軟件及硬件音頻產(chǎn)品所支持。
簡(jiǎn)而言之,FLAC與MP3相仿,但是是無(wú)損壓縮的,也就是說(shuō)音頻以FLAC方式壓縮不會(huì )丟失任何信息。這種壓縮與Zip的方式類(lèi)似,但是FLAC將給你更大的壓縮比率,因為FLAC是專(zhuān)門(mén)針對音頻的特點(diǎn)設計的壓縮方式,并且你可以使用播放器播放FLAC壓縮的文件,就象通常播放你的MP3文件一樣(現在已經(jīng)有許多汽車(chē)播放器和家用音響設備支持FLAC,在FLAC的網(wǎng)站上你可以找到這些設備廠(chǎng)家的連接)。
FLAC是免費的并且支持大多數的操作系統,包括Windows,“unix” (Linux, *BSD,Solaris,OS X,IRIX),BeOS,OS/2,和Amiga。并且FLAC提供了在開(kāi)發(fā)工具autotools,MSVC,Watcom C,和Project Builder上的build系統。
一、語(yǔ)音壓縮編碼類(lèi)別
語(yǔ)音信號的數字編碼方法主要分成三類(lèi):波形編碼、參數編碼和混合編碼。看圖1
二、語(yǔ)音壓縮編碼的定義
1. 波形編碼是對語(yǔ)音時(shí)域或頻域波形進(jìn)行編碼,由于這種系統保留原始樣值的細節從而保留了信號的各種過(guò)度特征,因此解碼聲音質(zhì)量較高,但此系統編碼碼率較高壓縮比不大。
2. 參數編碼的基礎是利用人類(lèi)語(yǔ)音的生成模型,這樣在傳輸過(guò)程中只需要傳送模型的參數,大大降低了系統的碼率,特別適合于無(wú)線(xiàn)通信,保密和軍事通信領(lǐng)域。參數編碼的缺點(diǎn)在于回復的語(yǔ)音質(zhì)量較差。采用參數編碼方法的編碼器有時(shí)稱(chēng)聲碼器。
3. 混合編碼是波形編碼和參數編碼的結合。它既利用了語(yǔ)音的生成模型,減少了傳輸碼率,又使解碼的語(yǔ)音產(chǎn)生接近原始語(yǔ)音的波形,以保留說(shuō)話(huà)人的各種自然特征,因此當各種國際標準通常采用這種方法。
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