1.6 數(shù)字音頻的常見格式

1.6.1 一般的數(shù)字音頻格式

1.波形音頻文件WAV

WAV是Microsoft Windows本身提供的一種音頻格式，由于Windows本身的影響力，這個格式已經(jīng)成為了事實上的通用音頻格式。通常，使用WAV格式都是用來保存一些沒有壓縮的音頻，但實際上WAV格式的設(shè)計是非常靈活（非常復(fù)雜）的，該格式本身與任何媒體數(shù)據(jù)都不沖突，之所以能這樣，是因為WAV文件里面存放的每一塊數(shù)據(jù)都有自己獨(dú)立的標(biāo)識，通過這些標(biāo)識可以告訴用戶究竟這是什么數(shù)據(jù)。在Windows平臺上通過ACM（Audio Compression Manager）結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的驅(qū)動程序（在這里通常稱為CODEC，編碼/解碼器），可以在WAV文件中存放超過20種的壓縮格式，比如ADPCM、GSM、CCITT G.711和G.723等。

目前所有的音頻播放軟件和編輯軟件都支持這一格式，并將該格式作為默認(rèn)文件保存格式之一。

標(biāo)準(zhǔn)格式的WAV文件和C D格式一樣，也是44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數(shù)。

WAV文件的特點(diǎn)是：聲音再現(xiàn)容易，占用存儲空間大，用Windows播放器播放。

2.MPEG音頻文件（.mp1/.mp2/.mp3）

按照MPEG-1Audio Layer3標(biāo)準(zhǔn)壓縮的文件，是目前最流行的音樂文件格式。

MPEG Audio Layer 指的是 MPEG標(biāo)準(zhǔn)音頻層，共分3層（即MPEG Audio Layer1/2/3），分別對應(yīng)MP1、MP2和MP3。MP1和MP2的壓縮比分別為4∶1和6∶1～8∶1，MP3的壓縮比則達(dá)到10∶1～12∶1。

MP3是 Fraunhofer-IIS 研究所的研究成果。MP3是第一個實用的有損音頻壓縮編碼。在MP3出現(xiàn)之前，一般的音頻編碼即使以有損方式進(jìn)行壓縮能達(dá)到4∶1的壓縮比例已經(jīng)非常不錯了。但是，MP3可以實現(xiàn)12∶1的壓縮比例，這使得MP3迅速流行起來。

衡量MP3文件的壓縮比例通常使用比特率來表示。這個術(shù)語的英文是bps（bit per second），表示每1秒鐘的音頻可以用多少個二進(jìn)制比特來表示。通常比特率越高，壓縮文件就越大，但音樂中獲得保留的成分就越多，音質(zhì)就越好。由于比特率與文件大小音質(zhì)的關(guān)系，所以后來又出現(xiàn)了vbr（Variant Bitrate，可變比特率）方式編碼的MP3，這種編碼方式的特點(diǎn)是可以根據(jù)編碼的內(nèi)容動態(tài)地選擇合適的比特率，因此編碼的結(jié)果是在保證了音質(zhì)的同時又照顧了文件的大小，結(jié)果大受歡迎。由于 MP3是世界上第一個有損壓縮的編碼方案，所以可以說所有的播放軟件都支持它。

MP3之所以能夠達(dá)到如此高的壓縮比例同時又能保持相當(dāng)不錯的音質(zhì)，是因為利用了知覺音頻編碼技術(shù)。MP3壓縮原理為：把聲音中人耳聽不見或無法感知的信號濾除，并大幅減少聲音數(shù)字化后所需的儲存空間。

用 MP3壓縮算法來處理音樂，是屬于破壞性壓縮，也因為如此，才能達(dá)到高壓縮比的目的，而使用破壞性壓縮法的結(jié)果是，還原音效時難免會造成少許失真，但這些失真是在人耳可接受的范圍內(nèi)，不過相對的，取樣率減少、壓縮比過于提高時，產(chǎn)生的失真將會更多。

MP3文件的特點(diǎn)為：文件占用空間小，聲音質(zhì)量卻無明顯下降。

3.MP3pro

為了使MP3能在未來仍然保持生命力，F(xiàn)raunhofer-IIS研究所連同Coding Technologies 公司和法國的Thomson multimedia公司共同推出了MP3pro。

這種格式與之前的MP3相比最大的特點(diǎn)是能在低達(dá)64kbps的比特率下仍然能提供近似CD的音質(zhì)（MP3是128K）。該技術(shù)稱為SBR（Spectral Band Replication），它在原來MP3技術(shù)的基礎(chǔ)上專門針對原來 MP3技術(shù)中損失了的音頻細(xì)節(jié)進(jìn)行獨(dú)立編碼處理并捆綁在原來的MP3數(shù)據(jù)上，在播放的時候通過再合成而達(dá)到良好的音質(zhì)效果。

MP3pro格式與MP3是兼容的，所以它的文件類型也是MP3。MP3pro播放器可以支持播放MP3pro或者M(jìn)P3編碼的文件；普通的MP3播放器也可以支持播放MP3pro編碼的文件，但只能播放出MP3的音質(zhì)。但是，雖然MP3pro是一種優(yōu)秀的技術(shù)，由于技術(shù)專利費(fèi)用的問題，以及其他技術(shù)提供商比如Microsoft的競爭，MP3pro并沒有得到很大的流行。

4.Ogg Vorbis

Ogg Vorbis是一種音頻壓縮格式，類似于MP3等現(xiàn)有的通過有損壓縮算法進(jìn)行音頻壓縮的音樂格式。但有一點(diǎn)不同的是，Ogg Vorbis格式是完全免費(fèi)、開放源碼且沒有專利限制的。Vorbis是這種音頻壓縮機(jī)制的名稱，而Ogg則是一個計劃的名字，該計劃意圖設(shè)計一個完全開放源碼的多媒體系統(tǒng)。開放源代碼能為用戶在經(jīng)濟(jì)上帶來收益，這一點(diǎn)很多人都知道了，但不能忘記的是，Ogg Vorbis的技術(shù)也非常好。Ogg Vorbis文件的擴(kuò)展名是.ogg。