主流音频格式介绍

什么是数字音频格式？
　　数字音源，也就是数字音频格式，最早指的是CD，CD经过压缩之后，又衍生出多种适于在随身听上播放的格式，这些压缩过的格式，我们可以分为两大类：有损压缩的和无损压缩的。这里所说的压缩，是指把PCM编码的或者是WAV格式的音频流经过特殊的压缩处理，转换成其他格式，从而达到减小文件体积的效果。有损／无损，是指经过压缩过后，新文件所保留的声音信号相对于原来的PCM/WAV格式的信号是否有所削减。(注意：不是相对于自然声音，因为数字音频，相对于自然声音来说，只能无限接近无损，要达到真正的无损是不可能的，所以约定俗成，以PCM作为最高的**水平。)既然有有损压缩，那么，相对的，就必定有无损压缩了。
   先来说说PCM和WAV。PCM编码是Pulse Code Modulation的缩写，又叫脉冲编码调制，它是数字通信的编码方式之一，其编码主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样，使其离散 化，同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化，同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。PCM编码的最大的优点就是音质好，最大的缺点就是体积大。 WAVE文件作为多媒体中使用的声波文件格式之一，它是以RIFF格式为标准的。RIFF是英文Resource  Interchange  File  Format的缩写，每个WAVE文件的头四个字节便是“RIFF”。WAVE文件由文件头和数据体两大部分组成。其中文件头又分为RIFF／WAV文件标识段和声音数据格式说明段两部分。其实PCM就是没有头的WAV，只要给PCM加上WAV头就变成了WAV了。
  
有损压缩

　　有损压缩的音源，其实我们都比较熟悉，目前流行的有损格式主要有MP3, WMA, OGG, MP3pro, AAC, VQF, ASF等。

　　MP3格式
　　MP3格式是最为大家所熟知的了，目前使用的用户最多，网上最流行的音乐文件绝大部分也是MP3格式的。MP3全称是MPEG Audio Laye-3，它诞生于1993年，其“父母”是德国夫朗和费研究院(Faunhofe IIS)和法国汤姆生(Thomson)公司。
　　早期的MP3编码技术并不完善，很长的一段时间以来，大多数人都使用128Kbps的CBR(固定编码率)格式来对MP3文件编码，直到最近， VBR(可变编码率)和ABR(平均编码率)的压缩方式出现，编码的比特率最高可达320Kbps，MP3文件在音质上才开始有所进步，而LAME的出现，则为这一进步带来了质的飞跃，一会我们会介绍如何用LAME这个优质MP3压缩软件来制作高质量MP3。

　　WMA格式
　　在绝大多数的MP3播放器上，最基本支持的两种格式是 MP3和WMA。这说明WMA格式也是非常重要的。WMA，Windows Media Audio，明眼人一眼就能看出这是微软的杰作。WMA相对于MP3的最大特点就是有极强的可保护性，可以说，WMA的推出，就是针对MP3没有版权保护的缺点来的。自从Napste破产以来，微软更是对WMA大肆宣传，大有想推翻MP3的意思。就目前看来，WMA可能是最受唱片公司所欢迎的格式了。除有版权保护外，WMA与MP3音质和体积上的对比特点，可以总结为：低比特率(<128Kbps)时，WMA体积比MP3小，音质比MP3好；而在高比特率(>128K)时，MP3的音质则比WMA好。

　　MP3pro格式
　　在WMA刚开始流行的时候，还没有高品质的MP3，所以当时MP3的地位真的有点动摇了，于是Thomson公司在2001年6月，携手 Faunhofe IIS，发布了一种新的格式——MP3pro，这是对MP3格式的改良，编码算法比MP3要复杂得多，简单的说，就是分两层编码，在MP3的基础上，再与另外一种技术(SB频段复制技术)混合编码。MP3pro与原来的MP3兼容，文件扩展名同为.mp3，这种格式在低位率的时候，压缩效率非常高，所以在一般音质情况下，同位率的MP3pro的体积要比MP3甚至WMA都小得多，而音质却是三者中最好的。从技术上讲，MP3pro是一种非常优秀的编码方式，但是它高昂的专利费，使它没有真正流行起来，而目前据笔者所知，也只有Thomsn的机器才能真正支持MP3pro格式的文件。

　　OGG格式
　　随着MP3播放器的流行，MP3播放器的品牌和厂家越来越多，竞争也越来越激烈，再加上MP3手机的压挤，许多上游MP3随身听厂商纷纷寻找出路，有的在外观上创新，有的在做工上求精，有的推出众多大容量机型，有的则在解码芯片上做文章，还有的改进解码功能，支持新的文件格式。在众多的新格式当中，OGG以其免费、开源的特点，赢得了MP3播放器厂商的青睐。
　　这里说的OGG全称应该是OGG Vobis。OGG并不是一个厂商的名字，而是一个庞大的多媒体开发计划的项目名称，将涉及视频音频等方面的编码开发。Vobis则是某音乐作品中一个人物的名字，这里只是借用它，来代表OGG Vobis是关于音频方便的。OGG Vobis有一个很出众的特点，就是支持多声道，随着它的流行，以后用随身听来听DTS编码的多声道作品将不会是梦想。OGG Vobis在压缩技术上比MP3好，但稍逊于MP3pro，但它的多声道，免费，开源这些特点，使它很有可能成为一个流行的趋势，这也正是一些MP3播放器对其支持的原因。

　　至此，我们已经了解了四种流行的有损音源格式，对于MP3播放器来说，这4种格式的音源已经完全够用了，至于ASF,A,VQF,AAC等等这些，虽然各有优点，但目前并不流行，支持的随身听非常有限，笔者也不再浪费笔墨去详谈了，下面是他们的简单介绍

　　ASF是Windows Media所使用的一种流媒体格式，与Windows Media紧密相连，理论上最为稳定；A即ealAudio，是eal和Sony合作的产品，具有Atrac3的特性，文件小，适与在线播放；VQF是雅玛哈公司的产品，压缩比高，但同样不开放源代码，没有太多的流行能力；AAC，Advance Audio Coding，高级音频编码技术，杜比实验室的产品，支持的量化级和采样率都很高，支持多声道，音质好，但对硬件要求相对高些，所以没多少MP3厂商愿意对其支持，目前就只有iPod对其支持，但也仅限于很普通的音乐文件。


无损压缩

　　音频的无损压缩，大家可能还比较陌生，但这并不意味着无损压缩技术发展得不好，相反，在无损压缩领域，早就有许多很出色的作品，比如APE, FLAC，WavPack，LPAC，WMALossless，AppleLossless，La，OptimFOG，Shoten等。今天，笔者将向大家介绍几款能够（或者最有可能可以）在MP3播放器上播放的无损压缩格式，希望可以通过本文，使大家对无损压缩有一个认识，也在一定程度上可以让大家以后选购MP3播放器时有所借鉴。

FLAC
　　首先为大家介绍一下FLAC吧，因为目前已经有好几款机子支持FLAC格式了。FLAC（Fee Lossless Audio Codec），全称应该叫OGG FLAC，因为它是OGG计划的一部分，当然也就是开源，免费的了，这也难怪它这么快就得到了多家MP3厂商的支持。FLAC压缩比可以达到2：1，对于无损压缩来说，这已经是相当高的比例了；而且它解码速度快，只需进行整数运算即可完成整个解码过程，对CPU的运算能力要求很低，所以普通的随身听，都可以轻松实现实时解码。当然，这是需要软件支持的。FLAC是目前唯一获得硬件支持的无损压缩编码，除MP3播放器外，现在已经有许多汽车播放器和家用音响设备支持FLAC格式了。

APE
　　在写本文的时候，笔者正在听APE格式的音乐，这使笔者马上反应过来，要介绍音频的无损压缩格式，APE是必不可少的。为什么呢？因为APE在无损压缩领域非常之流行，它就相当于该领域中的MP3一样，大家说，这样的格式，笔者能不给大家介绍介绍吗？APE，是Monkey’s Audio出品的一种无损压缩格式，它出现得比FLAC早，而且名气也比FLAC大，支持它的软件也比较多，笔者认识无损压缩的音乐，也是从APE开始的。
　　在APE出现之前，音乐迷们都认为以CD或者WAV来保存自己喜欢的音乐素材是最好的方法了，但APE的出现，足以使他们改变这种看法，因为 APE既可以保持音乐信号的无损，又可以以比A高得多的压缩率（接近2：1）压缩WAV文件，而且可以无须解压而直接播放。APE的这些特点，都是其他无损压缩格式所争相效仿的。APE如此流行，在网上也比较容易能下载到APE格式的文件，不过APE需要软硬件的支持，目前还没有技术应用在在随身听上面，虽然APE格式作为无损，音质得到保证，但目前还没有厂商开发出播放APE格式的随身听。

AppleLossless
　　AppleLossless这种音频格式，一看就知道是Apple公司的杰作。这种格式制作非常方便，用iTunes即可直接把音乐CD制作成AplleLossless文件。不过，也只有Apple自家的软件才能播放出来。虽然这种格式没有什么出众的特点，兼容性也不强，但毕竟已经得到了iPod的支持，所以我们是不能忽视其存在的。

WMALossles
　　和AppleLossLess相似的，还有一种叫做WMALossless格式。不用多说，肯定又是微软的产品。 WMALossless不知道应不应该算是WMA的一种，因为它的扩展名毕竟也是WMA。WMALossless的制作也相当方便，用WMP就可以直接从 CD上抓下来了，不过要9.0以上版本的WMP才支持这个功能哦。目前大多数MP3播放器都支持WMA格式，但笔者刚才用自己的MP3播放器试验了一下，它并不支持WMALossless的播放，而是直接跳过这个文件了。笔者认为，如果WMALossless也是WMA的一种的话，那么解码方式应该不会相差太大，要让MP3播放器支持WMALossless的可能性还是挺大的。

参考资料：
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