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数字音频格式简介

IT圈 admin 27浏览 0评论

2024年4月15日发(作者:圭丹亦)

首先,我们来明确一下数字音频的概念,它是指一个用来表示声音强弱的数据序列,由模拟声音经抽样、

量化和编码后得到的。简单地说,数字音频的编码方式就是数字音频格式,我们所使用的不同的数字音频

设备一般都对应着不同的音频文件格式。常见的数字音频格式有:

1. WAV

格式,是微软公司开发的一种声音文件格式,也叫波形声音文件,是最早的数字音频格式,

Windows

平台及其应用程序广泛支持。

WAV

格式支持许多压缩算法,支持多种音频位数、采样频率和

声道,采用

44.1kHz

的采样频率,

16

位量化位数,跟

CD

一样,对存储空间需求太大不便于交流和传播。

2. MIDI

Musical Instrument Digital Interface

的缩写,又称作乐器数字接口,是数字音乐

的缩写,又称作乐器数字接口,是数字音乐

/

电子合成乐

器的统一国际标准。它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式,规定了

不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传输的协议,可以模拟多种乐器的声音。

MIDI

文件就是

MIDI

格式的文件,在

MIDI

文件中存储的是一些指令。把这些指令发送给声卡,由声卡按

照指令将声音合成出来。

3. 

大家都很熟悉

CD

这种音乐格式了,扩展名

CDA

,其取样频率为

44.1kHz

16

位量化位数,跟

WAV

一样,但

CD

存储采用了音轨的形式,又叫

红皮书

格式,记录的是波形流,是一种近似无损的格

式。

4. MP3

全称是

MPEG-1 Audio Layer 3

,它在

1992

年合并至

MPEG

规范中。

MP3

能够以高音质、低采

样率对数字音频文件进行压缩。换句话说,音频文件

(

主要是大型文件,比如

WAV

文件)能够在音质丢

失很小的情况下

(

人耳根本无法察觉这种音质损失

)

把文件压缩到更小的程度。

5. MP3Pro

是由瑞典

Coding

科技公司开发的,其中包含了两大技术:一是来自于

Coding

科技公司所

特有的解码技术,二是由

MP3

的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国

Fraunhofer

集成电路协会共同

研究的一项译码技术。

MP3Pro

可以在基本不改变文件大小的情况下改善原先的

MP3

音乐音质。它能够在

用较低的比特率压缩音频文件的情况下,最大程度地保持压缩前的音质。

6. WMA (Windows Media Audio)

是微软在互联网音频、视频领域的力作。

WMA

格式是以减少数据流

量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的,其压缩率一般可以达到

1:18

。此外,

WMA

还可以通过

DRM

Digital Rights Management

)方案加入防止拷贝,或者加入限制播放时间和播放次数,甚至是播放

)方案加入防止拷贝,或者加入限制播放时间和播放次数,甚至是播放

机器的限制,可有力地防止盗版。

7. MP4

采用的是美国电话电报公司(

AT&T

)所研发的以

知觉编码

为关键技术的

a2b

音乐压缩技

术,由美国网络技术公司

(GMO)

RIAA

联合公布的一种新的音乐格式。

MP4

在文件中采用了保护版权的

编码技术,只有特定的用户才可以播放,有效地保证了音乐版权的合法性。另外

MP4

的压缩比达到了

1:15

,体积较

MP3

更小,但音质却没有下降。不过因为只有特定的用户才能播放这种文件,因此其流传

MP3

相比差距甚远。

8. SACD

SA

SuperAudio

)是由

Sony

公司正式发布的。它的采样率为

CD

格式的

64

倍,即

2.8224MHz

SACD

重放频率带宽达

100kHz

,为

CD

格式的

5

倍,

24

位量化位数,远远超过

CD

,声音的

细节表现更为丰富、清晰。

9. QuickTime

是苹果公司于

1991

年推出的一种数字流媒体,它面向视频编辑、

Web

网站创建和媒体

技术平台,

QuickTime

支持几乎所有主流的个人计算平台,可以通过互联网提供实时的数字化信息流、工

作流与文件回放功能。现有版本为

QuickTime 1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

,在

5.0

版本中还融合了支持最高

A/V

播放质量的播放器等多项新技术。

10. VQF

格式是由

YAMAHA

NTT

共同开发的一种音频压缩技术,它的压缩率能够达到

1:18

,因此

相同情况下压缩后

VQF

的文件体积比

MP3

30%

50%

,更便利于网上传播,同时音质极佳,接近

CD

音质

(16

44.1kHz

立体声

)

。但

VQF

未公开技术标准,至今未能流行开来。

11. DVD Audio 

是新一代的数字音频格式,与

DVD Video

尺寸以及容量相同,为音乐格式的

DVD

碟,取样频率为

“48kHz/96kHz/192kHz”

“44.1kHz/88.2kHz/176.4kHz”

可选择,量化位数可以为

16

20

24

比特,它们之间可自由地进行组合。低采样率的

192kHz

176.4kHz

虽然是

2

声道重播专用,但它最多

可收录到

6

声道。而以

2

声道

192kHz/24b

6

声道

96kHz/24b

收录声音,可容纳

74

分钟以上的录音,动

态范围达

144dB

,整体效果出类拔萃。

12. Sony

公司的

MD

MiniDisc

)大家都很熟悉了。

MD

之所以能在一张小小的盘中存储

60

80

分钟

采用

44.1khz

采样的立体声音乐,就是因为使用了

ATRAC

算法(自适应声学转换编码)压缩音源。这是

一套基于心理声学原理的音响译码系统,它可以把

CD

唱片的音频压缩到原来数据量的大约

1/5

而声音质

量没有明显的损失。

ATRAC

利用人耳听觉的心理声学特性(频谱掩蔽特性和时间掩蔽特性)以及人耳对

信号幅度、频率、时间的有限分辨能力,编码时将人耳感觉不到的成分不编码,不传送,这样就可以相应

减少某些数据量的存储,从而既保证音质又达到缩小体积的目的。

13. RealAudio

是由

Real Networks

公司推出的一种文件格式,最大的特点就是可以实时传输音频信

息,尤其是在网速较慢的情况下,仍然可以较为流畅地传送数据,因此

RealAudio

主要适用于网络上的在

线播放。现在的

RealAudio

文件格式主要有

RA(RealAudio)

RM

RealMedia

RealAudio G2

)、

RMX(RealAudio Secured)

等三种,这些文件的共同性在于随着网络带宽的不同而改变声音的质量,在保证

数字音频格式简介

大多数人听到流畅声音的前提下,令带宽较宽敞的听众获得较好的音质。

14. Liquid Audio

是一家提供付费音乐下载的网站。它通过在音乐中采用自己独有的音频编码格式来提

供对音乐的版权保护。

Liquid Audio

的音频格式就是所谓的

LQT

。如果想在

PC

中播放这种格式的音乐,

你就必须使用

Liquid Player

Real Jukebox

其中的一种播放器。这些文件也不能够转换成

MP3

WAV

式,因此这使得采用这种格式的音频文件无法被共享和刻录到

CD

中。如果非要把

Liquid Audio

文件刻录

CD

中的话,就必须使用支持这种格式的刻录软件和

CD

刻录机。

15. Audible

拥有四种不同的格式:

Audible1

2

3

4

网站主要是在互联网上贩卖有声

书籍,并对它们所销售商品、文件通过四种

专用音频格式中的一种提供保护。每一种格式主

要考虑音频源以及所使用的收听的设备。格式

1

2

 3

采用不同级别的语音压缩,而格式

4

采用更低的

采样率和

MP3

相同的解码方式,所得到语音吐辞更清楚,而且可以更有效地从网上进行下载。

Audible 

采用的是他们自己的桌面播放工具,这就是

Audible Manager

,使用这种播放器就可以播放存放在

PC

或者

是传输到便携式播放器上的

Audible

格式文件。

16

VOC

文件,在

DOS

程序和游戏中常会遇到这种文件,它是随声霸卡一起产生的数字声音文件,

WAV

文件的结构相似,可以通过一些工具软件方便地互相转换。

3

17

AU

文件,在

Internet

上的多媒体声音主要使用该种文件。

AU

文件是

UNIX

操作系统下的数字声

音文件,由于早期

Internet

上的

Web

服务器主要是基于

UNIX

的,所以这种文件成为

WWW

上唯一使用的

标准声音文件。

18

AIFF(.AIF) 

是苹果公司开发的声音文件格式,被

Macintosh

平台和应用程序所支持。

19

 Amiga

声音

(.SVX)

Commodore

所开发的声音文件格式,被

Amiga

平台和应用程序所支持,不

支持压缩。

20

MAC

声音

(.snd) 

Apple

计算机公司所开发的声音文件格式,被

Macintosh

平台和多种

Macintosh

应用程序所支持,支持某些压缩。

21.S48(stereo

48kHz)

采用

MPEG-1 layer 1

MPEG-1 layer 2

(简称

(简称

Mp1,Mp2

)声音压缩格式,由于

其易于编辑、剪切,所以在广播电台应用较广。

22

AAC

实际上是高级音频编码的缩写。

AAC

是由

Fraunhofer IIS-A

、杜比和

AT&T

共同开发的一种

音频格式,它是

MPEG-2

规范的一部分。

AAC

所采用的运算法则与

MP3

的运算法则有所不同,

AAC

通过

结合其他的功能 来提高编码效率。

AAC

的音频算法在压缩能力上远远超过了以前的一些压缩算法(比如

结合其他的功能

MP3

等)。它还同时支持多达

48

个音轨、

15

个低频音轨、更多种采样率和比特率、多种语言的兼容能

力、更高的解码效率。总之,

AAC

可以在比

MP3

文件缩小

30%

的前提下提供更好的音质。

数字音频以音质优秀、传播无损耗、可进行多种编辑和转换而成为主流,并且应用于各个方面。

2024年4月15日发(作者:圭丹亦)

首先,我们来明确一下数字音频的概念,它是指一个用来表示声音强弱的数据序列,由模拟声音经抽样、

量化和编码后得到的。简单地说,数字音频的编码方式就是数字音频格式,我们所使用的不同的数字音频

设备一般都对应着不同的音频文件格式。常见的数字音频格式有:

1. WAV

格式,是微软公司开发的一种声音文件格式,也叫波形声音文件,是最早的数字音频格式,

Windows

平台及其应用程序广泛支持。

WAV

格式支持许多压缩算法,支持多种音频位数、采样频率和

声道,采用

44.1kHz

的采样频率,

16

位量化位数,跟

CD

一样,对存储空间需求太大不便于交流和传播。

2. MIDI

Musical Instrument Digital Interface

的缩写,又称作乐器数字接口,是数字音乐

的缩写,又称作乐器数字接口,是数字音乐

/

电子合成乐

器的统一国际标准。它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式,规定了

不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传输的协议,可以模拟多种乐器的声音。

MIDI

文件就是

MIDI

格式的文件,在

MIDI

文件中存储的是一些指令。把这些指令发送给声卡,由声卡按

照指令将声音合成出来。

3. 

大家都很熟悉

CD

这种音乐格式了,扩展名

CDA

,其取样频率为

44.1kHz

16

位量化位数,跟

WAV

一样,但

CD

存储采用了音轨的形式,又叫

红皮书

格式,记录的是波形流,是一种近似无损的格

式。

4. MP3

全称是

MPEG-1 Audio Layer 3

,它在

1992

年合并至

MPEG

规范中。

MP3

能够以高音质、低采

样率对数字音频文件进行压缩。换句话说,音频文件

(

主要是大型文件,比如

WAV

文件)能够在音质丢

失很小的情况下

(

人耳根本无法察觉这种音质损失

)

把文件压缩到更小的程度。

5. MP3Pro

是由瑞典

Coding

科技公司开发的,其中包含了两大技术:一是来自于

Coding

科技公司所

特有的解码技术,二是由

MP3

的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国

Fraunhofer

集成电路协会共同

研究的一项译码技术。

MP3Pro

可以在基本不改变文件大小的情况下改善原先的

MP3

音乐音质。它能够在

用较低的比特率压缩音频文件的情况下,最大程度地保持压缩前的音质。

6. WMA (Windows Media Audio)

是微软在互联网音频、视频领域的力作。

WMA

格式是以减少数据流

量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的,其压缩率一般可以达到

1:18

。此外,

WMA

还可以通过

DRM

Digital Rights Management

)方案加入防止拷贝,或者加入限制播放时间和播放次数,甚至是播放

)方案加入防止拷贝,或者加入限制播放时间和播放次数,甚至是播放

机器的限制,可有力地防止盗版。

7. MP4

采用的是美国电话电报公司(

AT&T

)所研发的以

知觉编码

为关键技术的

a2b

音乐压缩技

术,由美国网络技术公司

(GMO)

RIAA

联合公布的一种新的音乐格式。

MP4

在文件中采用了保护版权的

编码技术,只有特定的用户才可以播放,有效地保证了音乐版权的合法性。另外

MP4

的压缩比达到了

1:15

,体积较

MP3

更小,但音质却没有下降。不过因为只有特定的用户才能播放这种文件,因此其流传

MP3

相比差距甚远。

8. SACD

SA

SuperAudio

)是由

Sony

公司正式发布的。它的采样率为

CD

格式的

64

倍,即

2.8224MHz

SACD

重放频率带宽达

100kHz

,为

CD

格式的

5

倍,

24

位量化位数,远远超过

CD

,声音的

细节表现更为丰富、清晰。

9. QuickTime

是苹果公司于

1991

年推出的一种数字流媒体,它面向视频编辑、

Web

网站创建和媒体

技术平台,

QuickTime

支持几乎所有主流的个人计算平台,可以通过互联网提供实时的数字化信息流、工

作流与文件回放功能。现有版本为

QuickTime 1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

,在

5.0

版本中还融合了支持最高

A/V

播放质量的播放器等多项新技术。

10. VQF

格式是由

YAMAHA

NTT

共同开发的一种音频压缩技术,它的压缩率能够达到

1:18

,因此

相同情况下压缩后

VQF

的文件体积比

MP3

30%

50%

,更便利于网上传播,同时音质极佳,接近

CD

音质

(16

44.1kHz

立体声

)

。但

VQF

未公开技术标准,至今未能流行开来。

11. DVD Audio 

是新一代的数字音频格式,与

DVD Video

尺寸以及容量相同,为音乐格式的

DVD

碟,取样频率为

“48kHz/96kHz/192kHz”

“44.1kHz/88.2kHz/176.4kHz”

可选择,量化位数可以为

16

20

24

比特,它们之间可自由地进行组合。低采样率的

192kHz

176.4kHz

虽然是

2

声道重播专用,但它最多

可收录到

6

声道。而以

2

声道

192kHz/24b

6

声道

96kHz/24b

收录声音,可容纳

74

分钟以上的录音,动

态范围达

144dB

,整体效果出类拔萃。

12. Sony

公司的

MD

MiniDisc

)大家都很熟悉了。

MD

之所以能在一张小小的盘中存储

60

80

分钟

采用

44.1khz

采样的立体声音乐,就是因为使用了

ATRAC

算法(自适应声学转换编码)压缩音源。这是

一套基于心理声学原理的音响译码系统,它可以把

CD

唱片的音频压缩到原来数据量的大约

1/5

而声音质

量没有明显的损失。

ATRAC

利用人耳听觉的心理声学特性(频谱掩蔽特性和时间掩蔽特性)以及人耳对

信号幅度、频率、时间的有限分辨能力,编码时将人耳感觉不到的成分不编码,不传送,这样就可以相应

减少某些数据量的存储,从而既保证音质又达到缩小体积的目的。

13. RealAudio

是由

Real Networks

公司推出的一种文件格式,最大的特点就是可以实时传输音频信

息,尤其是在网速较慢的情况下,仍然可以较为流畅地传送数据,因此

RealAudio

主要适用于网络上的在

线播放。现在的

RealAudio

文件格式主要有

RA(RealAudio)

RM

RealMedia

RealAudio G2

)、

RMX(RealAudio Secured)

等三种,这些文件的共同性在于随着网络带宽的不同而改变声音的质量,在保证

数字音频格式简介

大多数人听到流畅声音的前提下,令带宽较宽敞的听众获得较好的音质。

14. Liquid Audio

是一家提供付费音乐下载的网站。它通过在音乐中采用自己独有的音频编码格式来提

供对音乐的版权保护。

Liquid Audio

的音频格式就是所谓的

LQT

。如果想在

PC

中播放这种格式的音乐,

你就必须使用

Liquid Player

Real Jukebox

其中的一种播放器。这些文件也不能够转换成

MP3

WAV

式,因此这使得采用这种格式的音频文件无法被共享和刻录到

CD

中。如果非要把

Liquid Audio

文件刻录

CD

中的话,就必须使用支持这种格式的刻录软件和

CD

刻录机。

15. Audible

拥有四种不同的格式:

Audible1

2

3

4

网站主要是在互联网上贩卖有声

书籍,并对它们所销售商品、文件通过四种

专用音频格式中的一种提供保护。每一种格式主

要考虑音频源以及所使用的收听的设备。格式

1

2

 3

采用不同级别的语音压缩,而格式

4

采用更低的

采样率和

MP3

相同的解码方式,所得到语音吐辞更清楚,而且可以更有效地从网上进行下载。

Audible 

采用的是他们自己的桌面播放工具,这就是

Audible Manager

,使用这种播放器就可以播放存放在

PC

或者

是传输到便携式播放器上的

Audible

格式文件。

16

VOC

文件,在

DOS

程序和游戏中常会遇到这种文件,它是随声霸卡一起产生的数字声音文件,

WAV

文件的结构相似,可以通过一些工具软件方便地互相转换。

3

17

AU

文件,在

Internet

上的多媒体声音主要使用该种文件。

AU

文件是

UNIX

操作系统下的数字声

音文件,由于早期

Internet

上的

Web

服务器主要是基于

UNIX

的,所以这种文件成为

WWW

上唯一使用的

标准声音文件。

18

AIFF(.AIF) 

是苹果公司开发的声音文件格式,被

Macintosh

平台和应用程序所支持。

19

 Amiga

声音

(.SVX)

Commodore

所开发的声音文件格式,被

Amiga

平台和应用程序所支持,不

支持压缩。

20

MAC

声音

(.snd) 

Apple

计算机公司所开发的声音文件格式,被

Macintosh

平台和多种

Macintosh

应用程序所支持,支持某些压缩。

21.S48(stereo

48kHz)

采用

MPEG-1 layer 1

MPEG-1 layer 2

(简称

(简称

Mp1,Mp2

)声音压缩格式,由于

其易于编辑、剪切,所以在广播电台应用较广。

22

AAC

实际上是高级音频编码的缩写。

AAC

是由

Fraunhofer IIS-A

、杜比和

AT&T

共同开发的一种

音频格式,它是

MPEG-2

规范的一部分。

AAC

所采用的运算法则与

MP3

的运算法则有所不同,

AAC

通过

结合其他的功能 来提高编码效率。

AAC

的音频算法在压缩能力上远远超过了以前的一些压缩算法(比如

结合其他的功能

MP3

等)。它还同时支持多达

48

个音轨、

15

个低频音轨、更多种采样率和比特率、多种语言的兼容能

力、更高的解码效率。总之,

AAC

可以在比

MP3

文件缩小

30%

的前提下提供更好的音质。

数字音频以音质优秀、传播无损耗、可进行多种编辑和转换而成为主流,并且应用于各个方面。

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