三 音频编码标准
1. LPCM
LPCM(线性脉冲编码调制)是一种非压缩音频数字化技术,是一种未压缩的原音重现,在普通CD、DVD及其他各种要求最高音频质量的场合中已经得到广泛的应用。
各种应用场合中的LPCM原理是一样的,区别在于采样频率和量化精度不同。普通CD规格为16bit/44.1kHz,DVD的规格则有多种,量化精度可分为16bit、20bit、24bit,采样频率分为48kHz、96kHz。此外,LPCM信号中可录入杜比环绕声信息,供现有的杜比定向逻辑环绕声系统使用。
2. MP3(MPEG Audio Layer-3)
MP3是MPEG Audio Layer-3的简称,是从MPEG-1标准衍生的、开放的编码方案,1993年由德国夫朗和费研究院和法国汤姆生公司合作发展成功。
MP3音频压缩技术是一种失真压缩,其原理是把声音频率中人耳几乎听不到的音域在音频中去除,采用高效率的变换编码音频压缩算法对声音进行压缩,从而使得文件体积大为缩小,可达到12∶1的压缩比。
MP3的频率范围最高为44kHz,最低为20Hz。在128Kbps的码率下,MP3可以达到接近CD音质的声音质量。但是由于损失了音频中的甚高、甚低音部分(尽管人耳不是非常敏感),使MP3毕竟要比CD稍逊一些。
3. WMA(Windows Media Audio)
WMA为Windows Media Audio的缩写,是微软公司制定的音乐文件格式。WMA Codec 是Microsoft音频技术的首要Codec。据微软自身发表的声明,目前最新的版本WMA 9.0相对于WMA 8,在压缩率上有着20%的提升。
WMA类似于MP3,同样是一种失真压缩,损失了声音中人耳极不敏感的甚高、甚低音部分。但与MP3相比较起来,仍然具有不少优势。
1) 它具有与MP3相当的音质,但容量更小。
2) 更先进的压缩算法在给定速率下可获得更好的质量。
3) 特别适合于低速率传输。
4) 除了损失了的音频成份外,WMA比起MP3在频谱结构上更接近于原始音频,因而相对起来具有更好的声音保真度。
4. AAC(Advanced Audio Coding)
AAC是高级音频编码(Advanced Audio Coding)的缩写。AAC是由动态图像专家组(MPEG)开发的,已经被国际标准化组织(ISO)讨论通过,成为了MPEG-2国际标准的一部分,同时它也是一种开放的音频编码标准。
(1)AAC的编码原理及特点
1) AAC是一种高压缩比的音频压缩算法,但它的压缩比要远超过较老的音频压缩算法,如AC-3、MP3等。并且其质量可以同未压缩的CD音质相媲美。
2) 同其他类似的音频编码算法一样,AAC也是采用了变换编码算法,但AAC使用了分辨率更高的滤波器组,因此它可以达到更高的压缩比。
3) AAC使用了临时噪声重整、后向自适应线性预测、联合立体声技术和量化哈夫曼编码等最新技术,这些新技术的使用都使压缩比得到进一步的提高。
4) AAC支持更多种采样率和比特率、支持1个到48个音轨、支持多达15个低频音轨、具有多种语言的兼容能力、还有多达15个内嵌数据流。
5) AAC支持更宽的声音频率范围,最高可达到96kHz,最低可达8Hz,远宽于MP3 20-44kHz的范围
6) 不同于MP3及WMA,AAC几乎不损失声音频率中的甚高、甚低频率成分,并且比WMA在频谱结构上更接近于原始音频,因而声音的保真度更好。专业评测中表明,AAC比WMA声音更清晰,而且更接近原音。
7) AAC采用优化的算法达到了更高的解码效率,解码时只需较少的处理能力。
(2)专业评价
1) AAC以128Kbps(立体声)的速率对音乐进行压缩,然后经由专家辨认,结论是其结果同原始未压缩时的声音"区别不出来"。
2) AAC以96Kbps的速度压缩音乐,通常其压缩后的质量比MP3在128Kbps压缩后的质量还要高。AAC在128Kbps压缩音乐后的性能比MP3在相同速度压缩音乐后得到的性能高很多。
3) AAC是唯一一个在欧洲广播联盟主办的64Kbps听力测试中被评为"优秀"的因特网音频数字多媒体编解码器。
4) 鉴于其卓越的性能和质量,AAC已成为MPEG-4规范的核心,同时它还是因特网、无线网以及数字广播网领域中的新一代音频数字解码器的选择。