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音质从音源抓起 无损音频格式知多少

2009-12-11Pconline·DIY

现代计算机 2009年4期
关键词:压缩比音源解码

Pconline·DIY

音乐发烧友都有这样一个共识:改善音响系统的整体回放品质应当从音源抓起。因为如果对声音的不良影响在最初端已经形成,那么以原音重放为设计初衷的后端将会对它尽可能不失真地放大(对于多媒体音频来说,条件肯定是没有那么苛刻的),这样暴露出来的问题将会很朗显。当然也有不少设计者为了解决这个问题,对音箱或者其他部分进行设计上的有意修正,但也是不得已而为之之举。

关于音源和音频文件格式

音源,其实是一个比较笼统的概念,它包括了软硬两个方面,如果将范围缩小至多媒体音频领域,那么它其实是指音频文件和对音频文件进行编码解码的硬件设备。关于硬件部分先略过,接下来我们谈论的是音频文件格式。

说到文件格式,这个大家应该熟悉,在电脑中最常见的音乐格式就非MP3莫属了。但是或许很多人都不知道,实际上MP3是一种有损压缩的音频格式。对于真正的音乐爱好者而言,无论MP3格式文件的码率有多商,都是没资格做音源的。

随着用户对声音回放要求的不断提高,越来越多的人开始追求无损音频。实际上,目前在使用的无损音频文件格式并不少,常见的有ADE、FLAC、WavPack、LPAC、WMALossless、AppleLossless,La、OptimFROG等。下面我们按照应用广泛度进行一一讲解。

最常用而且开源的无损音频文件格式

●APE

APE是目前最流行的数字音乐文件格式之一,由Monkey's Audio出品。实际上,APE实际上是一种猴子的名字。这是题外话,回归正题。APE的编码率高达800Kbps~1400Kbps,接近于音乐CD的1411.2Kbps,远远高于MP3的编码率(最大为320Kbps)。

与MP3这类有损压缩方式不同,APE是一种无损压缩音频技术,也就是说当你将从音频CD上读取的音频数据文件压缩成APE格式后,你还可以再将APE格式的文件还原,而还原后的音频文件与压缩前的一模一样,没有任何损失。

一般情况下,ADE文件大小大概为CD的一半,并且随着宽带的普及和网络速度的提高,APE格式受到了许多音乐爱好者的喜爱,特别是对于希望通过网络传输音频CD的朋友来说,APE可以帮助他们节约大量的资源。

●FLAC

FLAe是Free Lossless Auaio Codec的简称,是一种非常成熟的无损压缩格式,名气不在ADE之下。该格式的源码是完全开放的,兼容几乎所有的操作系统平台。它的编码算法也相当成熟,已经通过了严格的测试,当在编码损坏时依然能正常播放。

另外,该格式是最先得到广泛硬件支持的无损格式,世界知名数码产品如: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。

APE和FLAC谁更好

●压缩比

压缩比决定无损压缩文件所占存储空间。在压缩比上,FLAC与AEP的基本相同。其中,FLAC的压缩比为58.70%,而APE的压缩比则要更高一些,为55.50%,都能压缩到接近源文件一半大小。

●编码速度

编码速度考验的是用户的耐心,速度快者优。FLAC与APE的编码速度都相差无几,这是非常值得赞扬的。因为两者的压缩技术是开源的,开发者可以借鉴两者在编码上的不同优势进行开发。实际上,编码速度最快的不是FLAC和APE,而是WavPack和Shorten,但这两种格式的非开源性而限制了其普及。

●自我纠错能力

很多消费者都经历过MP3的爆音问题,然后归咎于MP3质量有问题,其实很大一部分爆音是因为音频压缩过程中编码的微小损坏,造成在解码时处理出来的数据与音频不一致,从而导致爆音现象。无损格式压缩得不好也会导致编码损坏,而在处理这种问题时,FLAC会以静音方式代替有损部分,而APE的处理则与常见的有损压缩格式处理的方式相同,以爆音方式代替有损部分。这一点FLAC设计得更人性化。

●解码的速度

编码结构的优化能力决定了解码的速度。由于编码方式的不同,将影响两种无损压缩格式的解码速度,通常FLAC的解码速度比APE快30%,这是因为FLAC只需执行整数运算,而无需执行占用系统更高频率和更大数据处理量的浮点运算。说得简单明白一点,就是FLAC对于硬件的要求更低。

小结:通过以上的对比,相信很多用户对FLAC和APE的认识更加深了一些,单从技术角度讲,FLAC明显比APE优秀。不过两种公开的技术具有极强的互补性,任何一方都不可能全面超越另一方。

其他非开源的无损格式

●WavPack

WavPack允许用户压缩,恢复8、16、24位以及32位浮点表示的WAV格式音频文件,另外它还支持多声道数据流以及非常高的采样率。与其它无损压缩机制一样,这种算法的压缩比例也跟着源数据的不同而有所不同,但是对于普通的流行音乐来说通常介于30%到70%之间,对于古典音乐以及其它音域较宽的音乐来说通常能得到更好一些的结果。

另外,WavPack引入了一种独特的“混合”模式,它使用一个附加的文件从而也具有了有损压缩的优点。与其它方法只生成一个文件不同,这种模式生成两个文件,其中一个是相对较小、可以单独使用的高质量有损压缩文件,另外一个是与有损文件一起使用实现无损数据恢复的“修正”文件。对于一些用户来说,这就意味着他们不必再考虑使用有损还是无损压缩这样一个问题。

●WMALossless

顾名思义,这是一种由微软推出的音频格式。用户只需用windows MediaPlayer 9.0以上版本就可以直接将其从CD上抓下来制成WMALossleSS格式。因为微软的原因,这也是一种常见的主流的无损压缩格式。

小提示:WMALossless格式的文件后缀与普通WMA一样,同为“*.WMA”;但是普通的播放器是不能直接播放的。

●AppleLossless

最新版的苹果iTunes音乐软件里也提供了AppleLossless无损压缩格式。和Windows Media Player一样,iTunes可以非常快捷地从CD中抓轨压缩成AppleLossless格式。当然,该格式也同样只得到了自家软件的支持。

●LA

LA,是Lossless Audio的简称,该格式名气虽然不大,但却是目前的压缩比冠军,压缩率方面无人能敌,包括一向以压缩率高而著称的APE!正因为压缩得太厉害了,它编解码速度实在够慢的,而且支持它的软件也比较少。仅限于自己开发的Winamp解码插件和Windows界面的编码器Lossless Audla Compressor。

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