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音频文件格式全介绍
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2013-12-26
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全面介绍了当前的好几种音频文件格式,比如微软的wav文件格式。。MP3它12:1的文件有损但高资粮压缩等
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音频文件格式全介绍
作者:苏信东
时间:2003 年 7 月
本文已经刊登于《新电脑》杂志 2003 年 7 月号,请勿转载。
自从 PC 支持多媒体以来,陆陆续续地出现了许多音频格式。这些格式既
有流行的也有不那么流行的,关于它们的来龙去脉,本文向你一一道来。
主流
目前的主流音频格式其实不少。不同的格式有自己的用途,比如大家都应
该很熟悉的 MP3 格式就是用于聆听用途的。下面我们逐一介绍:
存在便是永恒 - WAV
WAV 是 Microsoft Windows 本身提供的音频格式,由于 Windows 本身的影
响力,这个格式已经成为了事实上的通用音频格式。不客气地说,它实际上是
Apple 电脑的 AIFF 格式的克隆。通常我们使用 WAV 格式都是用来保存一些没
有压缩的音频,但实际上 WAV 格式的设计是非常灵活(非常复杂)的,该格
式本身与任何媒体数据都不冲突,换句话说,只要有软件支持,你甚至可以在
WAV 格式里面存放图像。之所以能这样,是因为 WAV 文件里面存放的每一块
数据都有自己独立的标识,通过这些标识可以告诉用户究竟这是什么数据。在
WINDOWS 平台上通过 ACM(Audio Compression Manager)结构及相应的驱动
程序(在这里通常称为 CODEC,编码/解码器),可以在 WAV 文件中存放超
过 20 种的压缩格式,比如 ADPCM、GSM、CCITT G.711、G.723 等等,当然也
包括 MP3 格式。
图表 - 使用音频编辑软件 WaveCN(http://www.wavecn.com)列出 Windows
安装了的 ACM 驱动信息
虽然 WAV 文件可以存放压缩音频甚至 mp3,但由于它本身的结构注定了
它的用途是存放音频数据并用作进一步的处理,而不是像 mp3 那样用于聆听。
目前所有的音频播放软件和编辑软件都支持这一格式,并将该格式作为默认文
件保存格式之一。这些软件包括:Sound Forge, Cool Edit Pro, WaveLab 等等。
由于 WAV 的支持实在是太广泛了,可以说,即使 Windows 退出历史舞台,
WAV 格式也不会消亡。
老当益壮 – mp3
第二个要提到的就是改变了世界的 mp3 了。这个比喻相信大家都会同意。
mp3 是 Fraunhofer-IIS 研究所(http://www.iis.fhg.de/)的研究成果。mp3 是第一
个实用的有损音频压缩编码。在 mp3 出现之前,一般的音频编码即使以有损方
式进行压缩能达到 4:1 的压缩比例已经非常不错了。但是,mp3 可以实现 12:1
的压缩比例,这使得 mp3 迅速地流行起来。mp3 之所以能够达到如此高的压缩
比例同时又能保持相当不错的音质是因为利用了知觉音频编码技术,也就是利
用了人耳的特性,削减音乐中人耳听不到的成分,同时尝试尽可能地维持原来
的声音质量。
图表 - 人耳等响度曲线图,mp3 的技术基础。
衡量 mp3 文件的压缩比例通常使用比特率来表示。这个术语的英文是 bps:
bit per second,表示每 1 秒钟的音频可以用多少个二进制比特来表示。通常比特
率越高,压缩文件就越大,但音乐中获得保留的成分就越多,音质就越好。由
于比特率与文件大小音质的关系,所以后来又出现了 vbr(Variant Bitrate 可变
比特率)方式编码的 mp3,这种编码方式的特点是可以根据编码的内容动态地
选择合适的比特率,因此编码的结果是在保证了音质的同时又照顾了文件的大
小,结果大受欢迎。其实 mp3 的编码标准本来就支持这种压缩方式,但是第一
个将此功能实现的反而是一个第三方工具:曾经非常有名的 Xing Technology 公
司(http://www.xingtech.com,当年很多电脑上看 VCD 听 mp3 就靠这个公司的
Xing Player)推出的 Xing Encoder。
由于 mp3 是世界上第一个有损压缩的编码方案,所以可以说所有的播放软
件都支持它,否则就根本没有生命力。在制作方面,也曾经产生了许多第三方
的编码工具。不过随着后来 Fraunhofer-IIS 宣布对编码器征收版税之后很多都消
失了。目前属于开放源代码并且免费的编码器是 LAME (Lame Ain't Mp3
Encoder,http://lame.sourceforge.net)。这个工具是公认的压缩音质最好的 mp3
压缩工具。另外,几乎所有的音频编辑工具都支持打开和保存 mp3 文件。最近,
Fraunhofer-IIS 对之前不收取版权费的 mp3 解码器也征收了版权费。此举大有
Fraunhofer-IIS 意识到 mp3 已经在没落,趁还能收到钱最后捞一把的意思。应该
说,到了现在,MP3 确实显现出疲态了。许多新一代的编码技术都已经能在相
同的比特率下提供比 MP3 优越得多的音质。特别是音乐发烧友对 mp3 的音质更
是嗤之以鼻。不过由于 mp3 的影响力实在是太大了,支持 mp3 的软件多如牛毛,
更别提众多支持 mp3 的硬件播放器,如 MPMAN,DiscMan,CD/VCD/DVD 机
等等。一句话,它依然是世界上最流行的音频压缩技术,所以要它真正退出舞
台相信还有好一段时间。
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- laoqiaoliushui2019-04-07内容是对各种音频的文字性概述,并不是音频文件的文件结构解析
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