音頻文件格式
音頻文件格式專指存放音頻數據的文件的格式。存在多種不同的格式。
一般獲取音頻數據的方法是:採用固定的時間間隔,對音頻電壓採樣(量化),並將結果以某種分辨率(例如:CDDA每個採樣為16比特或2字節)存儲。採樣的時間間隔可以有不同的標準,如CDDA採用每秒44100次;DVD採用每秒48000或96000次。因此,採樣率,分辨率和聲道數目(例如立體聲為2聲道)是音頻文件格式的關鍵參數。
需要分清楚的是音頻文件和編解碼器不同。儘管一種音頻文件格式可以支持多種編碼,例如AVI文件格式,但多數的音頻文件僅支持一種音頻編碼。
有兩類主要的音頻文件格式:
- 無損格式,例如WAV,PCM,TTA,FLAC,AU
- 有損格式,例如MP3,Windows Media Audio(WMA),Ogg Vorbis(OGG),AAC
有損文件格式是基於聲學心理學的模型,除去人類很難或根本聽不到的聲音,例如:一個音量很高的聲音後面緊跟着一個音量很低的聲音。MP3就屬於這一類文件。
無損的音頻格式(例如TTA)壓縮比大約是2:1,解壓時不會產生數據/質量上的損失,解壓產生的數據與未壓縮的數據完全相同。如需要保證音樂的原始質量,應當選擇無損音頻編解碼器。例如,用免費的TTA無損音頻編解碼器你可以在一張DVD-R碟上存儲相當於20張CD的音樂。
有損壓縮應用很多,但在專業領域使用不多。有損壓縮具有很大的壓縮比,提供相對不錯的聲音質量。
歷史
音頻CD格式是1980年由飛利浦公司和索尼公司開發的,1982年公布,此後很少改動。這種格式定義一首歌存放在一個CDDA文件中,輸入採樣率為44100次/秒(即44.1kHz),每個採樣用16比特數據存儲。立體聲數據為1.4M比特/秒。
作為比較,MP3格式壓縮比可以為1:12(同樣是44.1k赫茲採樣率,MP3: 112k比特/秒,CDDA:1.4 M比特/秒)。MP3格式開發始於1987年在德國的Fraunhofer IIS,歷時4年,其間經歷了算法的改進和音質提高。但是由於硬盤的價格較高,這項技術當時應用很少。
1996年,Winamp1.0版的發布成為MP3格式流行的催化劑。Fraunhofer開始向採用他們的算法的公司索要許可證費用,因此其他替代的免費算法開始被研發。LAME發布於1998年,並於此後成為主要的MP3編碼器。最近以來,其它的MP3格式的挑戰者包括Windows Media Audio (微軟公司定義的格式)、Ogg Vorbis(一個沒有申請專利的自由編解碼器)和高級音頻編碼或者叫AAC(用於蘋果公司的iTunes)。
非壓縮的數據格式
目前存在多種非壓縮數據格式,最流行的是WAV格式。WAV文件的格式靈活,可以儲存多種類型的音頻數據。對於保存原始的錄音數據是一個好的選擇。WAV格式是基於RIFF文件格式,RIFF格式與AIFF和IFF格式類似。
BWF(廣播聲波格式)作為WAV的後繼者,是由歐洲廣播聯盟創建的一種標準音頻格式。BWF文件中可以存放元數據。BWF文件也是也是基於RIFF文件格式的,擴展名是WAV。有關其信息參見:歐洲廣播聯盟:Specification of the Broadcast Wave Format - A format for audio data files in broadcasting(廣播聲波格式描述-一種廣播用音頻文件格式)。歐洲廣播聯盟技術文檔3285, 七月1997年。
多聲道格式
從九十年代起,影院開始將音響系統升級為環繞聲系統,它可容納2個以上的聲道。環繞聲系統中最流行的是微軟公司開發的Windows Media 音頻(或稱WMA)中的「Windows Media Audio Professional(Windows Media 音頻 專業版)」和蘋果公司的iTunes所採用的高級音頻編碼系統(或稱AAC)和杜比數字系統(或稱AC-3)。三種編解碼器都是受版權保護的,其編碼器和解碼器須支付許可證費用才能獲得。最流行的多通道格式叫做5.1,意思是5個環繞聲道(左前、前中、右前、左後和右後)和一個低重音聲道(因為人的耳朵無法區分低頻率聲音傳來的方向)。
參見
外部連結
- libsndfile, 一個可以讀些多種音頻文件格式的LGPLd庫
- Apple iTune - Import Music - iTunes 文件格式 AAC
- List of audio and music file formats