臭又香五车书居 / 综合知识 / 什么是比特率?MP3音频格式相关知识

0 0

   

什么是比特率?MP3音频格式相关知识

2011-11-28  臭又香五...

什么是比特率?MP3音频格式相关知识

2007-05-21 21:58:21 来源: 网易数码 网友评论 0 进入论坛

数字音频格式即以数字形式进行记录、处理和播放的音频信号。数字音频格式的出现,是为了满足高保真复制、存储、传输的需求。简单的说,早期的模拟音频格式,存在着复制失真和因为介质磨损而失效的问题。从CD盘的问世开始,数字格式音频文件开始普及,但又产生了一个问题——存储体积上的限制,同时CD盘仍然存在磨损的现象。如果保存到硬盘上(相对存储时间更长),在当时存储介质(主要是硬盘)仍然昂贵的情况下,也不是好的解决方法。而互联网的出现,更产生了远距离传输文件的要求,在带宽的制约下,缩小文件体积的需求变得更加强烈,这些都从外部因素上导致了有损压缩数字音频格式产生!

而从内部因素来说,随着电脑运算、编码能力的提高,各种声学心理模式的进步,促进了各种有损压缩数字音频格式的层出不穷。以下简要介绍一些在MP3随身听上广泛使用的音频格式——MP3(CBR、VBR、ABR)、WMA、WAV、ADPCM,以及新兴的音频格式AAC、ASF和OGG。

在介绍几种数字音频格式之前,我们先来明晰一个概念——Bit Rate(比特率)。

在计算机领域中,所有的资料都是被数字化的,比特(Bit)是电脑中最小的数据单位,指一个0或者1的数,也就是数学上的二进制数字,一个“0”或“1”,就是一个位。例如当我们说一个2位的数字,就是指它是一个两位数的二进制数字,有“00”、“01”、“10”、“11”这4种组合,分别代表十进制中的0、1、2、3四个数字。

比特率是一种数字音乐压缩效率的参考性指标,比特率表示单位时间(1秒)内传送的比特数bps(bit per second,位/秒),通常我们使用kbps(通俗地讲就是每秒钟1000比特)作为单位。CD中的数字音乐比特率为1411.2kbps(也就是记录1秒钟的CD音乐,需要1411.2×1024比特的数据)。音乐文件的比特率越高,意味着在单位时间(1秒)内需要处理的数据量(Bit)越多,也就表明音乐文件的音质越好。但是,比特率高时文件大小变大,会占据很多的存储容量,MP3音乐文件最常用的bit rate是128kbps,MP3文件可以使用的比特率一般是8~320kbps。


1、 WMA(Windows Media Audio,视窗媒体音频)

作为微软公司的多媒体压缩方式,它是在Windows Media Technologies中只压缩音频数据的那一部分技术,音质类似MP3,能以MP3一半的技术完成压缩。它具有版权所有的Windows Media Rights Manager,可通过安装在WMP(Windows Media Player,视窗媒体播放器)进行播放。由于微软和Windows的强大影响力,以及最重要的版权原因,美国的主要唱片公司EMI和BMG公司等正式确定使用由微软公司开发生产的WMA方式。相信,今后这种先进方式会得到进一步的普及。

2、 MP3(CBR、VBR、ABR)

MP3是目前使用用户最多、应用最为广泛的有损压缩数字音频格式,在前文已经做过解释,在此不再复述。

CBR(Constant Bit Rate,固定比特率)

CBR是最古老最简单的MP3编码(压缩)方式。采用此法编码时,整个文件的比特率都是一样的,换言之,MP3文件每秒使用的比特率都是一样。尽管音乐文件有复杂程度不同的段落,编码器始终把比特率保持一致,除非你用最高音质,否则,MP3文件中不同段落的音质会有变化。越是复杂的段落,其音质就越差。它的最大优点是文件的尺寸固定,便于计算存储的空间。

VBR(Variable Bit Rate,可变比特率)

VBR是一种可变编码速率的MP3压缩方式,其原理就是将一首歌的复杂部分用高比特率编码,简单部分用低比特率编码,通过这种动态调整编码速率的方式,进一步得到音质和文件体积之间的平衡。它的主要优点是可以让整首歌都能大致达到我们的音质要求,缺点是编码时无法估计压缩出来的文件体积大小。

现在推出的MP3随身听大部分都支持VBR了,不过有些机器虽然能够播放VBR格式的歌曲,但是不能够正确显示播放时间,目前许多高品质的MP3音乐都是采用VBR编码的。

ABR(Average Bit Rate,平均比特率)

ABR是VBR的一种插值参数,它是在VBR的基础上发展出来的一种编码方式,是针对CBR较大的文件体积和VBR生成文件体积大小不定的特点创造了这种编码模式。ABR在指定的文件大小内,以每50帧(30帧约1秒)为一段,低频和不敏感频率使用相对低的流量,高频和大动态表现时使用高流量,可以作为VBR和CBR的一种折中选择。

3、 WMA(Windows Media Audio,视窗媒体音频)

WMA是微软公司的多媒体压缩方式,它是在微软视窗媒体技术中只压缩音频数据的技术,音质类似MP3。从压缩比角度来说,在低于192kbps的编码速率条件下,WMA可以在同样音质条件下获得比MP3文件更小的体积——甚至一半(但当编码速率高于192kbps时,普遍的反映是MP3的音质要好于WMA)。微软官方宣布的资料中称WMA格式的可保护性极强,甚至可以限定播放机器、播放时间及播放次数,具有相当的版权保护能力。

4、 WAV(声音资源文件)

WAV是一种波形文件,直接记录声音的波形,未被压缩,从CD抓取的音轨就是wav文件,体积大。

5、 ADPCM

ADPCM是Adaptive Differential Pulse Code Modulation的缩写,全名为自适应差分脉冲编码,也是一种有损压缩数字音频格式。这个格式常用在MP3随身听的录音方面,它可以提供极高的压缩比,一般128MB的MP3随身听最长可以记录16小时的录音,但追求录音时间过长是以牺牲音质为代价的。

6、 AAC(Advanced Audio Coding,高级音频编码)

AAC是由Fraunhofer研究院(MP3格式的创造者)、杜比(DOLBY)试验室和AT&T(美国电话电报公司)共同研发出的一种有损压缩音频格式,是MPEG-2规范的一部分。与MP3相比,AAC增加了对立体声的完美再现、码流效果音扫描、多媒体控制、降噪优化等MP3音频格式所没有的特性,同时还支持更多种采样率和比特率、多种语言的兼容能力、更高的解码效率。总之,AAC可以在比MP3文件缩小30%的前提下提供更好的音质。

不过,在目前的MP3随身听上,仅有少数几家应用了这一格式。

7、 ASF(Advanced Streaming Format,高级流动格式)

ASF是微软公司针对Real公司开发的新一代网上流式数字音频压缩技术。这种压缩技术的特点是同时兼顾了保真度和网络传输需求,所以具有一定的先进性。也是由于微软的影响力,这种音频格式现在正获得越来越多的支持。

8、 OGG Vorbis格式

OGG是一个庞大的多媒体开发计划的项目名称,涉及视频音频等方面的编码开发。OGG Vorbis是高质量的音频编码方案,它比MP3先进在于可以支持多声道编码。官方数据显示,OGG Vorbis可以在相对较低的数据速率下实现比MP3更好的音质。但由于随身听使用耳机播放的局限,即便是经过多声道(两声道以上)编码的OGG Vorbis格式音频文件,用耳机收听也感受不到环绕效果,因为耳机只提供双声道输出。吴烁

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。如发现有害或侵权内容,请点击这里 或 拨打24小时举报电话:4000070609 与我们联系。

    猜你喜欢

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章
    喜欢该文的人也喜欢 更多