CBR和VBR的区别

小蓝 • 2024-12-15 12:41 • 编程

一、CBR和VBR的概念

CBR和VBR是音频编码中常见的两种码率控制方式。CBR（Constant Bitrate）即固定比特率编码，意味着音频数据流每秒传送的比特数是不变的，也就是说，比特率在整段音频中是恒定不变的。VBR（Variable Bitrate）即可变比特率编码，根据音频信号的复杂程度，确定每个时间段内的码率，使得整段音频数据流的比特率并不是一个恒定的值。

二、CBR和VBR的实现

1. CBR实现示例

// 读取音频数据
AudioInputStream in = AudioSystem.getAudioInputStream(inputFile);

// 获取音频编码对象
AudioFormat audioFormat = in.getFormat();
Codec codec = new MP3Codec();

// 设置编码器
codec.setBitRate(128000);
codec.setAudioAttributes(new AudioAttributes());
codec.getAudioAttributes().setSamplingRate((int) audioFormat.getSampleRate());
codec.getAudioAttributes().setChannels(audioFormat.getChannels());
codec.getAudioAttributes().setBitRate(128000);
codec.getAudioAttributes().setCodec("mp3");

// 开始编码
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outputFile);
OutputStream os = new BufferedOutputStream(fos);
AudioOutputStream out = new NativeAudioOutputStream(codec, os);
out.start();
byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];
while (true) {
    int read = in.read(buffer);
    if (read == -1) {
        break;
    }
    out.write(buffer, 0, read);
}
in.close();
out.close();

2. VBR实现示例

// 读取音频数据
AudioInputStream in = AudioSystem.getAudioInputStream(inputFile);

// 获取音频编码对象
AudioFormat audioFormat = in.getFormat();
Codec codec = new MP3Codec();

// 设置编码器
codec.setBitRate(0); // 0表示VBR
codec.setAudioAttributes(new AudioAttributes());
codec.getAudioAttributes().setSamplingRate((int) audioFormat.getSampleRate());
codec.getAudioAttributes().setChannels(audioFormat.getChannels());
codec.getAudioAttributes().setCodec("mp3");

// 开始编码
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outputFile);
OutputStream os = new BufferedOutputStream(fos);
AudioOutputStream out = new NativeAudioOutputStream(codec, os);
out.start();
byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];
while (true) {
    int read = in.read(buffer);
    if (read == -1) {
        break;
    }
    out.write(buffer, 0, read);
}
in.close();
out.close();

三、CBR和VBR的比较

1. 编码效率

CBR的编码效率相对比较高，因为CBR的码率稳定不变，所以编码器可以更准确地控制数据的压缩和解压缩，从而达到更高的压缩效率和解压缩质量。但是，由于VBR编码器可以根据音频信号的复杂程度来动态调整码率，因此在一些复杂的音频信号上，VBR的编码效率更高。

2. 压缩质量

对于相同的码率，VBR的压缩质量比CBR更高，因此VBR的音质相对更好。但是，在一些低码率的情况下，CBR的音质可能会更好，因为当码率过小时，VBR的控制能力变得相对较弱，可能会出现一些音频质量的问题。

3. 文件大小

由于VBR可以根据音频信号的复杂程度动态调整码率，因此在相同的音频质量下，VBR的文件大小相对更小。而CBR的文件大小则相对更大，因为它需要以固定的码率来进行编码，这可能会导致对一些音频数据进行无效的码率浪费，进而导致文件大小变大。

四、结论

CBR和VBR都各有优缺点，具体应该根据实际情况来选择，如要在固定的存储空间下产生较高的音频质量，可以选择VBR编码方式；若要在某一固定比特率下产生较高的音频质量，可以选择CBR编码方式。

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