音频文件格式
历史
音频CD格式于1980年由飞利浦公司和索尼公司开发,并于1982年公布,此后很少改动。这种格式定义一首歌存放在一个CDDA文件中,输入采样率为44100次/秒(即44.1kHz),每个采样用16比特数据存储。立体声数据为1.4M比特/秒。
作为比较,MP3格式压缩比可以为1:12(同样是44.1k赫兹采样率,MP3: 112k比特/秒,CDDA:1.4 M比特/秒)。MP3格式开发始于1987年在德国的Fraunhofer IIS,历时4年,其间经历了算法的改进和音质提高。但是由于硬盘的价格较高,这项技术当时应用很少。
1996年,Winamp1.0版的发布成为MP3格式流行的催化剂。Fraunhofer开始向采用他们的算法的公司索要许可证费用,因此其他替代的免费算法开始被研发。LAME发布于1998年,并于此后成为主要的MP3编码器。最近以来,其它的MP3格式的挑战者包括高级音频编码或者叫AAC(用于苹果公司的iTunes)、Windows Media Audio(微软公司定义的格式)和OggVorbis(一个没有申请专利的自由编解码器)。
非压缩的数据格式
目前存在多种非压缩数据格式,最流行的是WAV格式。WAV文件的格式灵活,可以储存多种类型的音频数据。对于保存原始的录音数据是一个好的选择。WAV格式是基于RIFF文件格式,RIFF格式与AIFF和IFF格式类似。
BWF(广播声波格式)作为WAV的后继者,是由欧洲广播联盟创建的一种标准音频格式。BWF文件中可以存放元数据。BWF文件也是也是基于RIFF文件格式的,扩展名是WAV。有关其信息参见:欧洲广播联盟:Specification of the Broadcast Wave Format - A format for audio data files in broadcasting(广播声波格式描述-一种广播用音频文件格式)。欧洲广播联盟技术文档3285, 七月1997年。
无损压缩的数据格式
APE庞大的WAV音频文件可以通过Monkey"s Audio这个软件进行压缩为APE格式。被压缩后的APE文件容量要比WAV源文件小一半多。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。
FLAC格式的源码完全开放,而且兼容几乎所有的操作系统平台。它的编码算法已经通过了严格的测试,而且在文件点损坏的情况下依然能够正常播放。该格式不仅有成熟的Windows制作程序,还得到了众多第三方软件的支持。此外该格式是唯一的已经得到硬件支持的无损格式,Rio公司的硬盘随身听Karma,建伍的车载音响MusicKeg以及PhatBox公司的数码播放机都能支持FLAC格式。
Apple Lossless
WavPack
Tak类似于FLAC和APE,压缩率类似APE而且解压缩速度类似FLAC,算是综合了两者的优点。此格式的编码器压缩的音频是VBR,即可变比特率的。
有损压缩的数据格式
MP3,为ISO/IEC国际标准,是现在最普及的一种数字音频编码和有损压缩格式,几乎所有的终端和软件都支持此格式。
AAC,为ISO/IEC国际标准,是MP3的下一代格式,压缩比MP3更高音质更好的音频压缩算法,因此得到了众多公司的支持。
WMA,是微软公司开发的一种数字音频压缩格式,于低比特率的情况下表现得比MP3还好,本身还有无损压缩格式。
多声道格式
从九十年代起,影院开始将音响系统升级为环绕声系统,它可容纳2个以上的声道。环绕声系统中最流行的是杜比数字(Dolby Digital)系统(或称AC-3)和苹果公司的iTunes所采用的高级音频编码系统(或称AAC)、微软公司开发的Windows Media 音频(或称WMA)中的“Windows Media Audio Professional(Windows Media 音频 专业版)”。这三种编解码器都是受版权保护的,其编码器和解码器须支付许可证费用才能获得。最流行的多通道格式叫做5.1,意思是5个环绕声道(左前、前中、右前、左后和右后)和一个低重音声道(因为人的耳朵无法区分低频率声音传来的方向)。
参考文献
参见
音频压缩
QuickTime
MP3- 现今最为流行的有损音频压缩的编解码器
FLAC- 一种无损音频压缩的编解码器
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