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    耳机小白必读 这些常见音频编码一定要了解

      [  中关村在线 原创  ]   作者:张彬ZOL   |  责编:于梦琦

        无论是普通音乐爱好者还是耳机发烧友,大家对于常见的音频编码格式多少都会有一点了解,比如MP3、AAC、WAV、FLAC、DSD等等。但是,如果突然有人问你这些常见音频格式之间到底有什么区别(或者哪个更好)?可能很多人的第一反应都会有一点懵。那么今天我们就利用大约5—8分钟的时间,简单快速的了解下我们常说的这些音频格式之间都有着哪些区别和关联。

    耳机小白必读 这些常见音频编码一定要了解

    首先了解什么是PCM编码

        PCM编码(Pulse Code Modulation)即脉冲编码调制,于70年代末发展起来并成为CD和DVD的主要音频调制模式。它的采样频率从44.1kHz到192kHz不等,而在其输入端,需要设置滤波器以限制仅使20Hz~22.05kHz的频率通过,这样即可以覆盖人耳可听的全部频率范围(20Hz~20KHz)。

    耳机小白必读 一分钟看懂什么是PCM编码

        PCM的比特率(采样大小)从14bit发展到16bit、18bit、20bit直到24bit;采样频率从44.1kHz发展到192kHz。因此,PCM约定俗成了无损编码,因为PCM代表了数字音频中最佳的保真水准。然而,因为输入和输出都需要设置滤波器调整频率,所以PCM编码音频的保真度会受到一定限制。PCM的常见文件格式包括WAV、APE与FLAC,它们均为无损音乐文件格式。

      至于我们最常说的“无损音频”,一般都是指传统CD格式中的16bit/44.1kHz采样率文件,而知所以称其为“无损压缩”,也是因为其包含了20Hz~22.05kHz这个完全覆盖人耳可闻范围的频率而得名。

        几乎所有的有损压缩格式都是从WAV格式压缩转换而来(其内部的编码依然是PCM),而以前很多MP3设备不支持FLAC、APE、AAC等格式是因为它们不支持这些文件的解压缩,但是至今还没有一款播放器不支持WAV格式,这是因为WAV格式本身就是PCM码流。

    最常见的无损编码:WAV、APE、FLAC

        WAV的全称是Waveform Audio File Format,是由微软和IBM公司开发的一款音频文件编码格式。上面提到由于WAV内部编码即PCM,并未对文件进行压缩,所以理论上该文件格式可以在各种播放平台顺利编解码,且这种格式在音频音质上不会出现有损的状况。但同样因为未经压缩,这种格式的音频文件体积也是各种文件格式中最大的,因此不太适合容量较小的播放设备。

        APE的全称是“Monkey's Audio”,它的压缩率较WAV格式更大,但编解码速度略慢。另外由于没有错误处理功能,因此在发生文件错误时也可能会导致数据丢失。

        FLAC的全称是“Free Lossless Audio Codec”,中文名为自由无损音频压缩编码。FLAC的特点是压缩和解压速度快、无损压缩和压缩策略灵活;同时,它也是无损音频文件格式中应用较广的一种。

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    无损文件可保留更多音乐细节

        由于APE和FLAC都是无损压缩格式,因此相较WAV来说换来了较小的体积,这也是这两种编码之所以出现的根本原因。虽然APE和FLAC编码的体积大小差不多,但是他们采用了不同的压缩格式,所以对于音源设备来说在播放时需要占用的资源大小也不相同,简单来说这3种编码的文件大小排序为:WAV>FLAC>APE。此外,FLAC解码容错率高,运算解码速度更快,相较APE格式也更省电;而APE的压缩比高,但是解码容错率低,所以FLAC也就成为了应用更广泛的无损压缩格式。

    最常见的有损压缩编码:MP3和AAC

      提到MP3编码,相信大家都比较熟悉了,它是当今应用最广的数字音乐格式,一大半的数字音乐下载和流媒体音乐文件均以MP3文件的形式进行存储和传输。与前几种文件形式不同,MP3为有损压缩格式,它舍弃了人类所不敏感的一些音频信息,从而大幅减小了文件的体积,以便于下载和存储。

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    MP3文件为了压缩体积(便于存储),一般在20KHz以上就直接砍掉

        在长期发展中,MP3格式文件能够提供不同的比特率以适应各种网络条件和音频质量的需求,这点是它最大的优势。然而,MP3格式的流行导致音乐文件在互联网被“共享”的情况(MP3一直没有版权保护技术),后来也招致了各大唱片公司和司法机构的不满与抗议。

        AAC编码的全称是“Advanced Audio Coding”,中文名称为高级音频编码。它于2000年问世,与MP3格式相比能够提供更好的音质和更高的编解码效率,同时也是iTunes Store与iPod主要使用的文件格式。

    耳机小白必读 这些常见音频编码一定要了解
    Apple Music使用的依然还是AAC格式

        正如上面所说,AAC编码因苹果发扬光大,并且在iPod的垄断之路上立下了汗马功劳,甚至可以说,AAC不仅将CD赶下了历史舞台,传统消费级MP3产品也是被它赶下神坛的。因此,现在苹果的流媒体音乐平台Apple Music使用的依然还是AAC格式。

        AAC所采用的运算法则与MP3不同,它的压缩比远超MP3,同时支持多达48个音轨、15个低频音轨、更多的采样率以及更高的解码容错率;总之,AAC可以在比MP3文件缩小30%的前提下提供更好的音质,所以AAC也是目前最好的有损压缩格式之一。

    小众却受发烧友青睐的DSD编码

      前两年HiFi圈里刮起了一阵DSD格式的浪潮,仿佛一夜之间所有设备都开始支持DSD格式,甚至传统行业里的顶级大牌们也都争先恐后的更新自己的解码设备来支持DSD格式,即使它的体积相较WAV、APE和FLAC还要大很多。

    耳机小白必读 这些常见音频编码一定要了解
    声音素质优秀却处境尴尬的DSD格式

        DSD的全称是“Direct Stream Digital”,由索尼和飞利浦合力研发,是一项利用脉冲密度调制编码将音频信号存储在数字媒体上的黑科技,这项技术应用的对象则是SACD(同样是由索尼和飞利浦合力研发的音乐碟片规格,是继CD发明之后,成功超越CD录音质量的新产品)。

        DSD编码的声音素质虽然优秀,但多年来它的处境却很尴尬。其实DSD从诞生至今已有近20年时间,而在近两年才火起来,其中一个原因是DSD录音设备的定价非常昂贵,几乎没有录音棚愿意购买,于是DSD格式也就逐渐胎死腹中;而时隔多年再次出现,现在的扬声器和解码放大技术的发展都能更好的展现DSD的水准,虽然它的受众用户还是很小众。

        DSD格式一个最大的缺点是它不能被软件处理,也就是不能数字后制。当前最佳的数字处理方法是采用352.8kHz/24bits的PCM格式录音及后制,然后转换成DSD格式。另外一个方法是采取模拟录音及后制,然后再把模拟母带转换成DSD格式,也可以将过去经典的模拟母带直接转换成SACD。

    写在最后:

        以上就是本次我们为大家梳理的几种常见的音频编码,希望能对大家有一点点帮助,至少当身边有人向你问起这些编码的时候,你可以跟他们聊上几句,甚至给他们简单普及一下基础知识,那么今天这篇文章的目的也就达到了。

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