帶你全面了解音頻格式「音頻是什麼格式的文件」

AAC音頻的來源及特性

其實，AAC的技術早在1997年就成型了，當時被稱為MPEG-2 AAC，但是隨著2000年MPEG-4音頻標準的出台，MPEG-2 AAC被用在這一標準中，同時追加了一些新的編碼特性，所以它就改稱為MPEG-4 AAC。與MP3不同，AAC的技術掌握在多家廠商手中，這使得AAC編碼器非常多，既有純商業的編碼器，也有完全免費的編碼器。純商業的編碼器如Fraunhofer IIS的FhG、杜比公司的Dolby AAC，免費的有Free AAC、蘋果公司的iTune，Nero也通過它的Nero 6提供了Nero AAC。

AC是一種高壓縮比的音頻壓縮演算法，它的壓縮比可達20:1，遠遠超過了AC-3、MP3等較老的音頻壓縮演算法。一般認為，AAC格式在96Kbps碼率的表現超過了128Kbps的MP3音頻。AAC另一個引人注目的地方就是它的多聲道特性，它支持1~48個全音域音軌和15個低頻音軌。除此之外，AAC最高支持96KHz的採樣率，其解析能力足可以和DVD-Audio的PCM編碼相提並論，因此，它得到了DVD論壇的支持，成為了下一代DVD的標準音頻編碼。

AAC的家族非常龐大，有9種規格，可適應不同場合應用的需要。其中LC低複雜性規格去掉了預測和增益控制模塊，降低了複雜度，提高編碼效率，是目前使用得最多的規格。

CD:

一般來說大家能聽到最好的音頻格式就是CD了，CD是無損的格式，所以能最大限度的還原聲音，而且CD的解碼比起其他格式，如MP3等要容易，但同時CD的體積也很大，標準CD格式也就是44.1K的採樣頻率，速率1411KB/S，16位量化位數，其實CD是以音軌的形式存在的，在電腦上識別為＊.cda的樣子，這個cda文件只是一個索引信息，並不是真正的包含聲音信息，所以不論CD音樂的長短，在電腦上看到的「＊.cda文件」都是44位元組長。所以直接複製這個文件到硬碟上是沒有用的，如果想複製的話我們只有用軟體把它轉換成其他的格式。。。

CD的優點就是能提供無損的音質，CD唱片隨處都能很方便的買到，缺點就是不能直接複製，就算直接複製體積也驚人。。。

WAV：（WAVE）

微軟公司開發的一種聲音文件格式，它符合 PIFFResource Interchange FileFormat文件規範，用於保存WINDOWS平台的音頻信息資源，被WINDOWS平台及其應用程序所支持。其應用範圍很廣，「*.WAV」格式支持MSADPCM、CCITTALAW等多種壓縮演算法，支持多種音頻位數、採樣頻率和聲道，標準格式的WAV文件和CD格式一樣，聲音文件質量和CD相差無幾，所以把CD轉換成WAV是損失最小的選擇，但是這種設置下的WAV文件體積也是大得驚人，和CD一樣大，但是我們在轉換的時候也可以選擇不同比特率和採樣率這樣轉出來的文件體積和音質都不同，根據需要選擇，這樣更實用，WAV格式是目前PC機上廣為流行的聲音文件格式，幾乎所有的音頻編輯軟體都「認識」WAV格式。

MP3：

MP3的全稱是MPEG(MPEG：Moving Picture Experts Group) Audio Layer-3，1993年由德國夫朗和費研究院和法國湯姆生公司合作發展成功。MP3是一種有損的壓縮方式，早期的MP3編碼採用的的是固定編碼率的方式（CBR ），我們常看到的128KB/S，就代表每秒的數據流量有128KBIT，而且是固定的，這個稱之為比特率，比特率本身是可以改變的，最高可以到320KBPS，當然比特率越高音質越好，但是文件的體積會相應增大。

因為MP3的編碼方式是開放的，你可以在這個標準框架的基礎上自己選擇不同的聲學原理進行壓縮處理，所以，很快由Xing公司推出可變編碼率的壓縮方式（VBR）。它的原理就是利用將一首歌的複雜部分用高 bitrate 編碼，簡單部分用低 bitrate 編碼，通過這種方式，進一步取得質量和體積的統一。當然，早期的Xing 編碼器的 VBR 演算法很差，音質與 CBR （固定碼率）相去甚遠。但是，這種演算法指明了一種方向，其他開發者紛紛推出自己的VBR演算法，使得效果一直在改進。目前公認比較好的首推 LAME，它完美地實現了 VBR 演算法，而且它是是完全免費的軟體，並且由愛好者組成的開發團隊一直在不斷的發展完善。

而在VBR的基礎上，LAME更加發展出ABR演算法。ABR（Average Bitrate）平均比特率，是VBR的一種插值參數。LAME針對CBR不佳的文件體積比和VBR生成文件大小不定的特點獨創了這種編碼模式。ABR在指定的文件大小內，以每50幀（30幀約1秒）為一段，低頻和不敏感頻率使用相對低的流量，高頻和大動態表現時使用高流量，可以做為VBR和CBR的一種折衷選擇。

WMA：

WMA是Windows Media Audio的縮寫，是微軟力推的數字音樂格式。微軟官方宣布的資料中稱WMA格式的可保護性極強，甚至可以限定播放機器、播放時間及播放次數，具有相當的版權保護能力。

應該說，WMA的推出，就是針對MP3沒有版許可權制的缺點而來——普通用戶可能很歡迎這種格式，但作為版權擁有者的唱片公司來說，它們更喜歡難以複製拷貝的音樂壓縮技術，而微軟的WMA則照顧到了這些唱片公司的需求，可以預見，唱片業可能將全力支持WMA標準。

除了版權保護外，WMA還在壓縮比上進行了深化，它的目標是在相同音質條件下文件體積可以變的更小（當然，只在MP3低於192KBPS碼率的情況下有效，實際上當採用LAME演算法壓縮MP3格式時，高於192KBPS時普遍的反映是MP3的音質要好於WMA）。

MP3 VS WMA

應該說這兩種音頻格式是我們現在用得最多的格式了，現在的MP3播放器基本都兼容了WMA的播放，下面比較一下兩者的優缺點：

MP3的優點就是到處都可以下到，是使用得最多的格式了，還有高比特率下的MP3音質比WMA更好，MP3VBR也是種音質和體積比很高的格式，值得推薦。。。

WMA的優點就是在低比特率下的表現比MP3好很多，象MP3在44100HZ的採樣率（一般都是這麼高），立體聲的情況下，我個人的能容忍的最低限度就是128KB/S了，再低的話就會出現聲音模糊的情況了，很糟糕。。。而WMA在64KB/S的情況下仍然有同等MP3 128KB/S的表現，在這種情況下就比MP3節省了一半的空間，是對音質要求不高，存儲空間不大的的朋友的首選。

AAC：

AAC（Advanced Audio Coding）實際上是高級音頻編碼的縮寫。AAC是由Fraunhofer IIS-A、杜比和AT&T共同開發的一種音頻格式，它是MPEG-2規範的一部分。AAC所採用的運演算法則與MP3的運演算法則有所不同，AAC通過結合其他的功能來提高編碼效率。AAC的音頻演算法在壓縮能力上遠遠超過了以前的一些壓縮演算法（比如MP3等）。它還同時支持多達48個音軌、15個低頻音軌、更多種採樣率和比特率、多種語言的兼容能力、更高的解碼效率。

AAC的優點和WMA差不多，在低比特率下音質很好，在96-160KB/S的比特率下，AAC基本上是首選，現在某些隨身聽也支持AAC的播放，比如NGAGE（不是QD）和蘋果IPOD，本人用的就是NGAGE，播放AAC的效果非常不錯，所以我對AAC也特別喜歡。。。

ATRAC/ATRAC3/atrac3plus:

ATRAC是一種數字音頻壓縮演算法，其全稱是Adaptive Transform Acoustic Coding——自適應聲學編碼，它主要是基於聲學心理學原理，積極的利用人耳聽覺的特性，將信號中人耳感覺不到的不進行編碼和傳送，從而實現減少數據傳輸率的目的。ATRAC把每512個原始信號採樣數據壓縮成212位元組的聲組，壓縮後的位速率＝44.1* （samples/s）/512（samples/soundgroup）*2channels*212（bytes/soundgroup）*8（bits/byte）＝292.1625kbps。

2000年，Sony發布的MDLP技術以及用來支持該技術的ATRAC3演算法，與前一代壓縮演算法相比，ATRAC3可以在品質基本不變的情況下提供ATRAC兩倍壓縮率，並保持良好的向上兼容性。ATRAC3不僅兼容以前的SP立體聲和MONO單聲道模式，更增添了LP2、LP4兩種立體聲長時間放音模式。在一張普通的80分鐘的MD碟片上，應用ATRAC3-LP2和ATRAC3-LP4格式，可使錄音/放音時間達到160和320分鐘。播放時的文件傳輸位速率也由ATRAC的292kbps降至而132kbps（ATRAC3-LP2）和66kbps（ATRAC3-LP4）。LP2和LP4的位速率並不是簡單的在ATRAC的292Kbps基礎上的146（292/2）Kbps和73（292/4）Kbps。因為不支持MDLP的MD機不能播放LP2和LP4音軌，為防止產生不必要的噪音，每錄製212位元組的LP數據，就會隨後生成20位元組ATRAC下的靜音數據。無MDLP機能的機器播放LP音軌，會認為是用MONO錄音的，並播放一段時間靜音信號。

MD播放ATRAC格式音質如此優秀的原因除了格式本身以外還和MD出色的解碼能力有關，即使現在SONY出了很多支持很多支持ATRAC的MP3其音質也不一定就有MD好。。。

APE:

APE是目前流行的數字音樂文件格式之一。與MP3這類有損壓縮方式不同，APE是一種無損壓縮技術，也就是說當你將從音頻CD上讀取的音頻數據文件壓縮成APE格式後，你還可以再將APE格式的文件還原，而還原後的音頻文件與壓縮前的一模一樣，沒有任何損失。APE的文件大小大概為CD的一半，但是隨著寬頻的普及，APE格式受到了許多音樂愛好者的喜愛，特別是對於希望通過網路傳輸音頻CD的朋友來說，APE可以幫助他們節約大量的資源。

一般的發燒友幾乎只收藏APE，雖說APE的體積比CD要小很多，但是比起MP3等格式的體積還是要大很多的，而且沒有好的音響設備和好的音樂是體會不到APE的魅力的，一般對音質要求不高的朋友可能就用不到了。

FLAC：

FLAC代表 Free Lossless Audio Codec – 免費的無損音頻壓縮，簡而言之，FLAC與MP3相仿，但是是無損壓縮的，也就是說音頻以FLAC方式壓縮不會丟失任何信息。這種壓縮與Zip的方式類似，但是FLAC將給你更大的壓縮比率，因為FLAC是專門針對音頻的特點設計的壓縮方式，並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。

FLAC VS APE：

FLAC和APE很相似，它們都是無損的，也就是說它們在音質上的表現是一樣的，但是卻又有著各自不同的特點，其中最大的區別就是FLAC是完全開放式的免費格式，而APE卻是未開放的格式，這使得FLAC發展速度遠遠大於APE，而且FLAC支持硬體播放，使得推出攜帶型的FLAC播放器成為可能，而APE只能在WINDOWS下用軟體播放，從這點看，FLAC有著絕對的優勢，現在APE有的有事也僅僅是在壓縮比比FLAC略高（2%左右）這點上，但是隨著FLAC編碼的不斷完善，APE的這個優勢也會消失吧，現在在國內還是APE獨大的趨勢，但是在國外，FLAC正越來越多的被使用，相信國內不久後也會這樣吧。。。

VQF：

VQF又叫TwinVQ全稱Transform-domain Weighted Interleave Vector Quantization，是雅馬哈公司的一種格式，它的核心是減少數據流量但保持音質的方法來達到更高的壓縮比，可以說技術上也是很先進的，但是由於宣傳不力，這種格式難有用武之地。＊.vqf可以用雅馬哈的播放器播放。同時雅馬哈也提供從＊.wav文件轉換到＊.vqf文件的軟體。

我幾乎沒有用過VQF，用了也不記得了，所以說這個格式還是比較失敗的，當時這個格式出現的時候，計算機還沒有我們現在用的這麼發達，所以解碼時就要考慮到CPU使用率的問題，VQF雖然可以提供比MP3更高的壓縮比，但是同時也需要更多的資源來解碼，這個也是制約它發展的一個重要因素吧。。。

OGG:

Ogg源於一個計劃，它代表的是開發一種有損的音頻壓縮技術的計劃，而Ogg Vorbis才是這種音頻壓縮機制的真正代稱，它只是Ogg計劃的一部分，該計劃意圖設計一個完全開放源碼的多媒體系統。著名的Xiph基金和Icecast集團是Ogg計劃的主要贊助者。Ogg Vorbis格式的開發者是Xiph基金會，這是一個資助開放源代碼開發活動的非盈利性組織，所以Ogg是一種免費的開發性的格式。

Ogg Vorbis中的主要演算法還是利用MDCT（修飾離散餘弦變換Modified Discrete Cosine Transform ）而不是用現在比較時興的小波（wavelet）技術。Ogg的多通道編碼技術，統稱為立體聲通道耦合Stereo Channel Coupling。而該技術實際又是由兩種不同的技術組成的：channel interleaving 和 square polar mapping，而這也是Ogg能成為免費制式的一個必要條件，以往的「聯合立體聲Joint Stereo」的編碼模式是有***限制的。據官方聲稱，與其他會造成立體空間感減弱的編碼模型相比，這兩種技術都可以在保持編碼器的靈活性的同時而不損害本來的立體聲空間影像，而且實現的複雜程度比聯合立體聲方式要低。

優點：

1.它的最大特點是使用了向前適應演算法結構（forward adaptive algorithm format）。在文件格式已經固定下來後還能對音質進行明顯的調節和新演算法。現在創建的OGG文件可以在未來的任何播放器上播放，因此，這種文件格式可以不斷地進行大小和音質的改良，而不影響舊有的編碼器或播放器。――能夠不斷升級，有點類似於現在的固件升級的概念，相信在技術的不斷晚上以後，也能帶來音質上的提升，這也是我對Ogg的一個最大的期待。

2.它的編碼十分優秀，相對其他格式音質上有提升，特別在低比特率下有很好的表現力。這將是吸引很多人選擇它的原因，因為相對無疑提高了播放器的容量。

3. Ogg Vorbis格式是完全免費、開放源碼且沒有***限制的。看看我們使用得最多的mp3吧，正式的mp3的播放器生產商每年都要向德國Fraunhofer Institution及Thomson Multimeda 一筆可觀的使用權利金。羊毛都是出在羊身上的，使用了免費的格式無疑節省了消費者的支出。

目前OGG還處於起步階段，使用的範圍遠遠不能和MP3相提並論，但是其本身的優秀性是毋庸置疑的，隨著多聲道音樂的不短髮展，OGG的優越性必將被人們肯定，相信OGG廣泛被使用只是時間問題。。。

CD：索尼和飛利浦公司聯手研製的一種數字音樂光碟，有12cm直徑和8cm直徑兩種規格，以前者最為常見，它能提供74分鐘的高質量音樂。

MD：索尼公司研製的迷你可錄音樂光碟，外型象電腦用3.5英寸軟盤，但採用光學信號拾取系統，類似CD。MD使用高效的壓縮技術來達到與CD相同的記錄時間，音質則接近CD。

ATRAC：MD的一種壓縮技術，它是根據心裡聲學原理，把人耳所不能分辨的聲音信號的強度、方位、音調、音色捨去，從而在一張容量不大的MD空白碟片上存儲高品質的音樂。從概念上說，這種壓縮方式比MP3更科學。

DVD-Audio：是由DVD Forum Audio Working Group（WG-4）與International Steering Committee（ISC；為一日、美、歐之Recording Association）共同制訂的規格，也是DVD家族中重要的一環。相較於DVD-Video壓縮過的16位元、48kHz取樣頻率的音樂，DVD-Audio的六聲道更清脆，可達到24位元、96kHz的取樣音樂的潛力，甚至聽力不大好的人也可區分出二者的差別，但是這兩種格式都遠遠超越了CD平板式、16位元、44.1kHz的聲音。由於DVD-Audio所支援的格式顯然比DVD-Video和CD的PCM（Pulse Coded Modulation，脈衝碼調變）音樂有更高的品質，因此它可以表現更豐富的3D環場音效，其動態頻率的範圍比CD還要大四倍。

SACD：Super Audio CD的縮寫，是索尼和飛利浦在它們聯合開發的MMCD（單面雙層結構的高密度光碟）基礎上研製推出的新數字音頻格式。SACD採用了名為DSD（Direct Stream Digital,直接數字流編碼）的新編碼方式，信息儲存量為普通CD的6倍。SACD以高達2.8224MHz的採樣頻率（為CD44.1Khz的6倍）把原始的模擬音頻信號量化為1bit的數字音頻信號，當還原為模擬音頻信號重播時，所還原的波型與原先音樂的模擬波型幾乎毫無二致，比CD（44.1KHz/16bit）或DVD Audio（96KHz/24bit）的波型更為完整。因此其聲音的清晰度和信噪比都很高，在20-20KHz頻率範圍內的動態範圍達120dB。SACD容量與DVD-Audio相同，均為4.7GB。

比特流：飛利浦公司的一種將CD數碼信號轉換成模擬音樂信號的技術。

比特率：是另一種數字音樂壓縮效率的參考性指標，表示記錄音頻數據每秒鐘所需要的平均比特值（比特是電腦中最小的數據單位，指一個0或者1的數），通常我們使用Kbps(通俗地講就是每秒鐘1000比特)作為單位。CD中的數字音樂比特率為1411.2Kbps（也就是記錄1秒鐘的CD音樂，需要1411.2×1024比特的數據），近乎於CD音質的MP3數字音樂需要的比特率大約是112Kbps～128Kbps。

編碼：通過壓縮文件將其轉換成另一格式文件。

解碼：通過解壓縮文件將其轉換成另一格式文件。

採樣率：把模擬音頻轉成數字音頻的過程,就稱作採樣，簡單地說就是通過波形採樣的方法記錄1秒鐘長度的聲音，需要多少個數據。44KHz採樣率的聲音就是要花費44000個數據來描述1秒鐘的聲音波形。原則上採樣率越高，聲音的質量越好。

杜比環繞聲(Dolby Surround)：一種將後方效果聲道編碼至立體聲信道中的聲音。重放時需要一台解碼器將環繞聲信號從編碼的聲音中分離出來。

量化級：簡單地說就是描述聲音波形的數據是多少位的二進位數據，通常用bit做單位，如16bit、24bit。16bit量化級記錄聲音的數據是用16位的二進位數，因此，量化級也是數字聲音質量的重要指標。我們形容數字聲音的質量，通常就描述為24bit（量化級）、48KHz採樣，比如標準CD音樂的質量就是16bit、44.1KHz採樣。

壓縮率：通常指音樂文件壓縮前和壓縮後大小的比值，用來簡單描述數字聲音的壓縮效

WMA的優點就是在低比特率下的表現比MP3好很多，象MP3在44100HZ的採樣率（一般都是這麼高），立體聲的情況下，我個人的能容忍的最低限度就是128KB/S了，再低的話就會出現聲音模糊的情況了，很糟糕。。。而WMA在64KB/S的情況下仍然有同等MP3 128KB/S的表現，在這種情況下就比MP3節省了一半的空間，是對音質要求不高，存儲空間不大的的朋友的首選。

1.它的最大特點是使用了向前適應演算法結構（forward adaptive algorithm format）。在文件格式已經固定下來後還能對音質進行明顯的調節和新演算法。現在創建的OGG文件可以在未來的任何播放器上播放，因此，這種文件格式可以不斷地進行大小和音質的改良，而不影響舊有的編碼器或播放器。――能夠不斷升級，有點類似於現在的固件升級的概念，相信在技術的不斷晚上以後，也能帶來音質上的提升，這也是我對Ogg的一個最大的期待。