常见的音频格式有哪些(常见的音频格式有哪些特点)

平时我们听歌,经常会看到诸如“高解析音频”、“无损音质”等名词,这和我们平时常听的mp3格式有什么区别?无损真的就是没有损伤的原音再现吗?下面我们就来聊聊无损音质。

常见的音频格式有哪些(常见的音频格式有哪些特点)

一、无损、有损音乐的含义

常见到的MP3、wma、OGG被称为有损压缩,有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率,优点是输出的音频文件会比原文件小,便于存储。另一种音频压缩被称为无损压缩,能够在100%保存原文件的所有数据的前提下,将音频文件的体积压缩的更小,而将压缩后的音频文件还原后,能够实现与源文件相同的大小和码率。

无损压缩格式有APE、FLAC、WAVPack、LPAC、TTA、Tak、TAC、La、Shorten等,而常见的无损压缩格式目前有APE、FLAC、TTA等。WAV也是无损格式,是没有压缩过的原始音频。无损格式可以真实的还原音乐的细节,但缺点也很明显:文件太大了!一首歌少则几十兆,多则上百兆。

二、二者有区别吗?

音质当然会有区别,MP3是有损压缩,压缩的时候会忽略一些信号,根据压缩比大小对音质的影响不一。不过要听出音质的差异还得取决于音频文件的质量、播放设备和耳朵。320k高码率的mp3用一般的播放设备和木耳朵听是听不出什么差别的。

从以下同一首歌两张声频图中我们可以看出二者的区别:

无损格式

mp3格式

可以明显的看出,MP3格式上面削去了一部分,那一部分就是损失的信号,只不过不仔细听我们听不出来。因为人耳的听力范围为人耳可闻声是20Hz-2万Hz,超过2万的声音我们是听不到的,如果损失的是超过2万Hz的声音,那就听不出来。

三、位深、采样率、比特率是什么意思?

1. 位深 声音是一种机械波,人们为了能够存储声波,发明了模拟介质。黑胶唱片和磁带都是通过电磁波来模拟机械波。模拟介质的缺点显而易见,体积大、难以随身携带、传播过程中抗干扰性差(模拟电视的雪花点, 广播的杂音等)。于是上世纪80年代,索尼和飞利浦联合开发了CD,一种全新的存储方式。它的原理是对连续的波形进行取样,也就是用波形上离散的点来代替连续的波(想象一下照片被放大很多倍后看到的一个个小颗粒,像素)。

显然,我们放上去的点越多,采样就越精细,这个采样精度我们称为位深,用bit来表示(1个bit代表一位二进制)。假设采样率是1bit,那么转换后的音轨只有0和1这两个点,也就是我们在用方波表示正弦波。

毫无疑问更高的点,更低的点和中间的点就都丢失了,我们损失了动态范围。1bit = 6.02db的动态范围,而CD的采样率是16bit,也就是有2^16=65536个点,这样的音乐对于大部分人耳来说已经是难以分辨了,动态范围达到了96db。然而实际听音环境下因为有噪音等等,是达不到这个范围的。于是才有了24bit,甚至32bit的音乐。

不同位深示意图

2. 采样率 如果我们把波形放到坐标系里,位深相当于纵坐标的精细度。而横坐标的精细程度则称为采样率。想象一段每秒振动20000次的声波,如果我们每秒只能采集12000次,那我们就漏掉了其中的8000次振动,也就丢失了信息。

人耳能听到的频率在20-20000Hz之间,根据香农的采样定理,当采样率大于等于一段波形最高频率两倍时,我们就可以不失真的表示这段波形。CD的采样率44.1kHz = 44100 > 20000 * 2。

3. 比特率 位深*采样率*声道数=比特率(码率),也就是每秒通过的比特(bit)数。以CD来举例,16 * 44.1k * 2 = 1411.2 (kbps)

wav的最大缺点是体积太大,在早期存储设备容量偏小的情况下,wav显然是很不理想的。于是人们就开发了各种压缩算法,比如mp3, wma等等。mp3这种格式可以极大的压缩占用空间,但是压缩过程中去掉了一些信息,于是这个过程就叫做有损压缩,我们把mp3叫有损音乐。

当大家的手机或者音乐播放器容量越来越大,很多人就不满足于mp3压缩的音质,但同时仍觉得wav太大,这时就出现了flac和ape等大家熟悉的无损格式。所谓无损,是因为wav在压缩成flac时并没有损失任何信息。这个过程是无损压缩,并且flac可以完好的解压缩成wav。比如我们把文件压缩成zip或者rar,解压缩过程显然不会损失任何信息。

总结:对于我们拿手机听歌的普通人来说,320kbps的mp3格式的其实已足够了,即便下载下来无损音乐,我们的手机解码功能也没那么强大,听不出来太大的差别,再加上我们两三百、几十块的耳机,也听不出来啥效果。如果真的想享受无损音乐,先买个两三千的音乐播放器,再买个两三千的耳机,再谈享受吧。——其实这个价格,只是音乐发烧友的入门级级别。

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