走近無損音頻格式

1、05.6走近無損音頻格式一、何為無損壓縮格式？所謂無損壓縮格式，顧名思義，就是毫無損失地將聲音信號進行壓縮的音頻格式。常見的像MP3、WMA等格式都是有損壓縮格式，相比于作為源的WAV文件，它們都有相當大程度的信號丟失，這也是它們能達到10的壓縮率的根本原因。而無損壓縮格式，就好比用Zip或RAR這樣的壓縮軟件去壓縮音頻信號，得到的壓縮格式還原成WAV文件，和作為源的WAV文件是一模一樣的！但是如果用Zip或RAR來壓縮WAV文件的話，必須將壓縮包解壓后才能播放。而無損壓縮格式則能直接通過播放軟件實現(xiàn)實時播放，使用起來和MP3等有損格式一模一樣?？偠灾?，無損壓縮格式就是能在不犧牲任何音頻信號

2、的前提下，減少WAV文件體積的格式。二、無損壓縮格式一覽目前比較出名的無損壓縮格式有APE、FLAC、LPAC、WavPack。1、APE（Monkey'sAudio）APE無疑是目前最著名的無損壓縮格式（見圖6），在國內(nèi)應(yīng)用得已經(jīng)比較廣泛了。它的壓縮率相當優(yōu)秀，而且效率高、速度快，綜合能力絕對屬于當今的佼佼者。通過BT（圖62、FLAC非常成熟的無損壓縮格式，名氣不在APE之下！FLAC是FreeLosslessAudioCodec的簡稱，該格式的源碼完全開放，而且兼容幾乎所有的操作系統(tǒng)平臺。它的編碼算法相當成熟，已經(jīng)通過了嚴格的測試，而且據(jù)說在文件點損壞的情況下依然能夠正常播放（這

3、一點我不曾試過）。該格式不僅有成熟的Windows制作程序（如圖7），還得到了眾多第三方軟件的支持。此外該格式是唯一的已經(jīng)得到硬件支持的無損格式，Rio公司的硬盤隨身聽Karma（如圖8），建伍的車載音響MusicKeg（如圖9）以及PhatBox公司的數(shù)碼播放機（如圖10）都能支持FLAC格式。圖7圖8圖9圖103、WavPack相當有特點的格式，非常值得一試。WavPack不僅僅是一個無損壓縮格式，它還能同時作為有損壓縮格式。在其獨特的“hybrid”模式下，WavPack可以壓縮成wv文件（有損壓縮格式，大小一般相當于WAV文件的23左右）wvc文件（修正文件，大小一般相當于WAV文件的

4、41左右）的組合。有了對應(yīng)的wvc文件，有損壓縮格式的wv文件就變成了無損格式，播放時和普通的無損壓縮格式完全一樣。如果為了減少文件體積，你可以去掉這個wvc文件，這時wv文件就變成有損格式了,播放起來和高比特率的MP3完全一樣！WavPack同時包容了無損格式和有損格式，神奇吧？通過WavPackFrontend前臺程序（如圖11），我們可以方便地使用WavPack格式。圖114、LPAC中軌中矩的無損格式，各項指標都比較平均。作者TilmanLiebchen也是不斷地對其進行更新，還為它準備了不錯的制作程序（如圖12）。圖125、WMALossless微軟在WindowsMediaPlay

5、er9.0以后也開始提供無損壓縮功能了。只需點擊菜單“工具”“選項”，在“復(fù)制音樂”選項卡里選擇“WindowsMedia音頻無損”格式（如圖13）。以后通過WMP的“從CD復(fù)制”功能里，就能直接將CD保存成WMALossless格式了，使用起來確實非常方便。不過除了WindowsMediaPlayer外，幾乎沒有其它軟件能支持該格式。圖136、AppleLossless最新版的蘋果iTunes音樂軟件里也提供了AppleLossless無損壓縮格式（如圖14）。和WindowsMediaPlayer一樣，iTunes可以非?？旖莸貜腃D中抓軌壓縮成AppleLossless格式。當然，該格式

6、也同樣只得到了自家軟件的支持。圖147、LaLa，是LosslessAudio的簡稱，該格式名氣雖然不大，但卻是目前的壓縮比冠軍，壓縮率方面無人能敵，包括一向以壓縮率高而著稱的APE！正因為壓縮得太厲害了，它編解碼速度實在夠慢的，而且支持它的軟件也比較少。僅限于自己開發(fā)的Winamp解碼插件和Windows界面的編碼器LosslessAudioCompressor。8、OptimFROG該格式的壓縮率可以媲美La，但是速度比La還要慢（郁悶）！不多說了。9、Shorten編碼速度非常快的無損格式，但是壓縮率就讓人很失望了！該格式也是開放源碼，同時支持Windows和Mac，不過好久沒有更新編碼

7、版本了，估計已經(jīng)夭折。無損壓縮格式還遠不止上面這些，還有像RKAU、SZIP、Bonk、Kexis等等，由于非常少見而且很不完善，所以就不予介紹了。三、無損壓縮格式 VS 有損壓縮格式比起有損壓縮格式，無損壓縮格式有何優(yōu)勢，又存在哪些弱點呢？下面的比較應(yīng)該能讓你對無損壓縮格式有一個清楚的認識。無損壓縮的優(yōu)勢:1、100的保存、沒有任何信號丟失正如之前所說，無損壓縮格式就如同用Zip壓縮文件一樣，能100的保存WAV文件的全部數(shù)據(jù)，這一點我們可以通過EAC的“WAV比較”功能來證明。將U2樂隊的一首BeautifulDay抓軌保存成WAV格式，作為我們的原始文件。將這個WAV文件壓縮成APE格式

8、，再將APE文件解壓縮成WAV格式。用EAC的“WAV比較”功能對這兩個WAV文件進行數(shù)據(jù)對比，結(jié)果如圖1，EAC沒有報告有任何不一致！而如果是壓縮成MP3再解壓得到的WAV文件，對比原始WAV文件，則是從頭到尾都不一致（如圖2）！有不少朋友希望能最大限度地能將CD“原版”拷貝到硬盤上，同時又想減少空間占用量，這在以前似乎只有320KbpsCBRMP3這一種解決途徑了，不過那樣也遠不能做到100%！而現(xiàn)在，無損壓縮格式的出現(xiàn)提供了一個幾乎完美的解決方案。圖1圖22、音質(zhì)高，不受信號源的影響既然是100的保存了原始音頻信號，無損壓縮格式的音質(zhì)毫無疑問和原始CD是一樣的!對比BeautifulDa

9、y的WAV格式和FLAC壓縮格式的頻譜圖，你能看到有任何不同嗎（原始WAV格式的頻譜圖見圖3，F(xiàn)LAC的見圖4）？同樣，實際聆聽也不可能有任何的不同！而有損壓縮格式由于其先天的設(shè)計（需要丟失一部分信號），所以音質(zhì)再好，也只能是無限接近于原聲CD，要想真正達到CD的水準是不可能！而且由于有損壓縮格式算法的局限性，在壓縮交響樂等類型動態(tài)范圍大的音樂時，其音質(zhì)表現(xiàn)差強人意。而無損壓縮格式則不存在這樣的問題，任何音樂類型都通吃不誤！圖3圖43、轉(zhuǎn)換方便無損壓縮格式可以很方便地還原成WAV，還能直接轉(zhuǎn)壓縮成MP3、Ogg等有損壓縮格式，甚至可以在不同無損壓縮格式之間互相轉(zhuǎn)換，而不會丟失任何數(shù)據(jù)。這一點比

10、起有損格式可要強的多！因為有損壓縮格式的二次編碼（從一種有損格式轉(zhuǎn)換成另一種有損格式，或者格式不變而調(diào)整比特率）意味著丟失更多的信號，帶來更大的失真！無損壓縮的不足:1、占用空間大，壓縮比不高比起有損壓縮格式來，無損壓縮格式的壓縮能力要差得多，一般都在60%左右。而192Kbps的有損格式只有原文件的14%左右,兩者在壓縮率上的差異相當懸殊。如圖5所示，我用不同的格式壓縮了一首U2的BeautifulDay，包括Normal模式的APE，High模式的La。但是可以看到，同樣是100保存數(shù)據(jù)，無損格式的壓縮能力比專門對多媒體格式進行了優(yōu)化的RAR都要強，而Zip則幾乎不能壓縮WAV格式。再加上

11、無損格式具備RAR和Zip都沒有的實時播放能力，對于無損格式的技術(shù)我們還是相當佩服的！圖5四、無損壓縮格式的發(fā)展前景盡管還有一定的不足，但是無損壓縮格式的前景無疑是光明的，從目前存在的無損壓縮格式種類之多就可以看出這一點！隨著時間的推移，限制無損格式的種種因素將逐漸被消除！比如硬盤容量的不斷增加，120GB已成主流，160GB也將普及，無損格式占用空間大的問題將不再是問題。而速度更快的解碼芯片也將被開發(fā)出來，相信會有越來越多的硬盤隨身聽支持無損格式。而在不久的將來，連閃存隨身聽的容量都要以GB來計算時，為了追求更高的音質(zhì)，無損壓縮格式會越來越被人重視！首先要非常感謝荷蘭的朋友WimSpeeke

12、nbrink（他在音頻技術(shù)界可是相當有名的哦，非常多的編碼器前臺程序就是他編寫的?。?，他無償?shù)貙⑵鋵o損壓縮格式橫向?qū)Ρ鹊脑u測數(shù)據(jù)提供給我。這讓我節(jié)約了一大筆時間，而且即便讓我來做這樣的評測，也肯定沒有他做得這么好。OK，讓我們看看WimSpeekenbrink的這個橫向測試，他已經(jīng)把所有常見的無損格式都包含進來了，包括：AppleLossless、FLAC、La、LPAC、Monkey'sAudio、OptimFROG、RKAU、Shorten（Shorten、ShortenEtree）、TTA、WavPack和WindowsMediaLossless。本次測試采用了下面的十張CD：

13、1、ErykahBadu-Baduizm2、TheBeatles（披頭士樂隊）-1967-1970CD13、Dido（蒂朵）-NoAngel4、TheEagles（飛鷹樂隊）-Theverybestof5、HerbieHancock&WayneShorter-1+16、DianaKrall（戴安娜·克瑞兒）-WhenIlookinyoureyes7、Metallica-S&MCD18、MilesDavis（邁爾士·戴維斯）-KindofBlue9、Nirvana（涅磐）-Nevermind10、U2-Allthatyoucan'tleavebehin

14、d其中像披頭士（甲殼蟲）樂隊、飛鷹樂隊、U2樂隊都是大家比較熟悉的了。首先我們將這些CD用EAC抓成CD鏡像文件保存在硬盤上，然后分別用上述格式的編碼器進行壓縮，測試它們的編碼速度。接下來再使用它們各自的解碼器釋放成WAV格式，以測試它們的解碼速度。注：其中比較特殊的WMA9Lossless使用“cscript.exewmcmd.vbs-inputfile.wav-outputfile.wma-a_codecWMA9LSL-a_mode2-a_settingQ100_44_2_16”這樣的命令行進行壓縮，解碼時則是通過Foobar2000。另外，AppleLossless則靠QuickTime

15、Pro6.5.1中“Export->SoundtoWave”（輸出為Wav文件）菜單來進行編碼壓縮。全部的十張CD都有其各自的測試成績，最終再匯總得到平均成績。以TheEagles-Theverybestof這張CD為例，其測試結(jié)果如表一。而最后結(jié)果按壓縮率排名則如表二。由此，我們可以得出下面的結(jié)論：最高壓縮比: La0.4b(參數(shù)：default) OptimFROG4.509(參數(shù)：highnew) Monkey'sAudio3.99(參數(shù)：extrahigh) 最快編碼速度: Shorten3.6.0 WavPack3.97(參數(shù)：normal) TTA3.0 最快解碼速度

16、: Shorten3.6.0 FLAC1.1.0(anycompressionlevel) AppleLossless(iTunes4.5.0.31) 你肯定要問，我到底該選擇誰呢？的確，很難要分出個上下是很困難的，這里我只能提供我的看法。我的個人推薦就是FLAC！為什么？為什么不是APE？的確，除去速度極慢的La和OptimFROG，APE是目前壓縮率最高的格式了。但是要知道不同的無損壓縮格式之間的壓縮率的差距是相當小的，也就僅僅是在3左右！將一整張CD轉(zhuǎn)換成APE或FLAC,文件大小相差也不過20MB左右，比起現(xiàn)在大家普遍都用上了80GB甚至更高容量的硬盤，這點文件體積上的差異真是算不了什么。至于編碼速度上，兩