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浅谈数字音频格式


       随着计算机多媒体和网络技术的发展,数字音频设备逐渐进入千家万户。在听MP3、欣赏Flash动画,在享用着CD、MD、手机或者录音笔等数字音频设备的时候,我们一定会很奇怪:这些声音到底是以什么形式存在着?

首先,我们来明确一下数字音频的概念,它是指一个用来表示声音强弱的数据序列,由模拟声音经抽样、量化和编码后得到的。简单地说,数字音频的编码方式就是数字音频格式,我们所使用的不同的数字音频设备一般都对应着不同的音频文件格式。常见的数字音频格式有:

1. WAV格式是微软公司开发的一种声音文件格式,也叫波形声音文件,是最早的数字音频格式,被Windows平台及其应用程序广泛支持。WAV格式支持许多压缩算法,支持多种音频位数、采样频率和声道,采用44.1kHz的采样频率,16位量化位数,因此WAV的音质与CD相差无几,但WAV格式对存储空间需求太大不便于交流和传播。


2. MIDI是Musical Instrument Digital Interface的缩写,又称作乐器数字接口,是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式,规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传输的协议,可以模拟多种乐器的声音。MIDI文件就是MIDI格式的文件,在MIDI文件中存储的是一些指令。把这些指令发送给声卡,由声卡按照指令将声音合成出来。


3. 大家都很熟悉CD这种音乐格式了,扩展名CDA,其取样频率为44.1kHz,16位量化位数。CD存储采用了音轨的形式,又叫“红皮书”格式,记录的是波形流,是一种近似无损的格式。


4. MP3全称是MPEG-1 Audio Layer 3,它在1992年合并至MPEG规范中。MP3能够以高音质、低采样率对数字音频文件进行压缩。换句话说,音频文件(主要是大型文件,比如WAV文件)能够在音质丢失很小的情况下(人耳根本无法察觉这种音质损失)把文件压缩到更小的程度。


5. MP3Pro是由瑞典Coding科技公司开发的,其中包含了两大技术:一是来自于Coding科技公司所特有的解码技术,二是由MP3的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国Fraunhofer集成电路协会共同研究的一项译码技术。MP3Pro可以在基本不改变文件大小的情况下改善原先的MP3音乐音质。它能够在用较低的比特率压缩音频文件的情况下,最大程度地保持压缩前的音质。


6. WMA (Windows Media Audio)是微软在互联网音频、视频领域的力作。WMA格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的,其压缩率一般可以达到1:18。此外,WMA还可以通过DRM(Digital Rights Management)方案加入防止拷贝,或者加入限制播放时间和播放次数,甚至是播放机器的限制,可有力地防止盗版。


7. MP4采用的是美国电话电报公司(AT&T)所研发的以“知觉编码”为关键技术的a2b音乐压缩技术,由美国网络技术公司(GMO)及RIAA联合公布的一种新的音乐格式。MP4在文件中采用了保护版权的编码技术,只有特定的用户才可以播放,有效地保证了音乐版权的合法性。另外MP4的压缩比达到了1:15,体积较MP3更小,但音质却没有下降。不过因为只有特定的用户才能播放这种文件,因此其流传与MP3相比差距甚远。

2011-3-21

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