各种音频压缩格式

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1、聲音软件学院林凡数字音频数字音频：將聲音大小轉換為許多數字，這種將聲音轉換成數字的過程就稱為音訊編碼(digitalaudiocoding)。基本数字音频編碼(PulseCodeModulation,PCM)最直接也最容易的數位音頻編碼，分兩個步驟取樣：在固定時間取出聲音訊號(如每秒取10個)量化(Quantize)：就是取出每個訊號的大小。7/20/20212取樣(Sampling)將聲波波形轉換成一連串的二進制數據來再現原始聲音使用類比/數位轉換器(analog-to-digital,A/D）7/20/20213

2、取樣率(Sampling)每一秒鐘所取樣的數目(timespersecond)單位為HZ（赫茲）。CD:44,100(44.1kHz).DAT(DigitalAudioTape):32,44.1and48kHz.其他常見之取樣率:22.05and11.025kHz.7/20/20214取樣率(Sampling)取樣頻率越高所能描述的聲波頻率就越高7/20/20215量化精度(Resolution)每個取樣均會分配一定的位元數(bit)來表達聲波的聲波振幅狀態7/20/20216量化誤差(QuantizationErr

3、or)指當所採用的量化精度過低，造成無法正確地還原出原始音頻信號。7/20/20217聲音的單位一般以分貝（dB）來表示，就是指聲波施加在我們耳膜上的壓力。7/20/20218削波(Clipping)是一種形式的波形失真。當源訊號的波形振幅，超過程式所考慮的取樣峰值時，超過的部分會被削除7/20/20219位元率(Bit-rates)v.s.檔案大小7/20/202110無損壓縮v.s.有損壓縮有損壓縮(LossyCompression)無損壓縮(LosslessCompression)7/20/202111主流音频

4、文件格式WAV波形音频文件（非压缩）MP3文件（有损压缩）WMA文件（有损压缩）RA文件（有损压缩）MID文件（描述文件）7/20/202112音频文件的压缩技术1数字音频的压缩2音频压缩编码的基本方法3MP3音频文件压缩标准4MP4音频文件压缩编码5TwinVQ7/20/2021131数字音频的压缩采用数字音频获取声音文件的方法最突出的问题是信息量大，音频信息文件所需的存储空间的计算公式为：存储容量（字节）＝采样频率×采用精度/8×声道数×时间2音频压缩编码的基本方法音频信号的压缩方法有多种。基本上分为两大类：有损

5、压缩和无损压缩。无损压缩法包括不引入任何数据失真的各种墒编码；有损压缩又可分为波形编码、模型编码和同时利用这两种技术的混合编码方法。7/20/2021142音频压缩编码的基本方法有损压缩波形编码利用采样和量化过程来表示音频信号的波形，使编码后的音频信号与原始信号的波形尽可能匹配。它主要根据人耳的听觉特性进行量化，以达到压缩数据的目的。参数编码把音频信号表示成某种模型的输出，利用特征提取的方法抽取必要的模型参数和激励信号的信息，并对这些信息编码，最后在输出端合成原始信号。混合编码介于波形编码和参数编码之间，集中了这两种

6、方法的优点，可以在较低的误码率上得到较高的音质。7/20/202115WAV波形音频文件是微软和IBM共同开发的PC标准声音格式，文件后缀名.wav，是一种通用的音频数据文件通常使用WAV格式用来保存一些没有压缩的音频，也就是经过PCM编码后的音频，因此也称为波形文件，依照声音的波形进行存储，因此要占用较大的存储空间7/20/202116WAV波形音频文件CD唱片包含的就是WAVE格式的波形数据，只是扩展名没写成“.wav”而是“.cda”注意：WAV文件也可以存放压缩音频，但其本身的文件结构使之更加适合于存放原始音

7、频数据并用作进一步的处理7/20/202117WAV文件组成文件头：标明是WAVE文件、文件结构和数据的总字节数数字化参数：如采样频率、声道数、编码算法等实际的波形数据7/20/202118WAV文件特点优点：易于生成和编辑；缺点：在保证一定音质的前提下压缩比不够，不适合在网络上播放7/20/202119WMA(WindowsMediaAudio)微軟針對網路所開發的數位音樂文件格式在只有64kbps的位元率情況下，可以達到接近CD的音質。支援防複製功能，可以限制播放時間和播放次數甚至於播放的機器等等。支持串流技術，

8、即一邊讀一邊播放，因此WMA可以很輕鬆的實現線上廣播。7/20/202120WMA文件相对于MP3的主要优点是在较低的采样频率下音质要好些缺点是算法相对复杂，且封闭7/20/202121特点音质要强于MP3格式，更远胜于RA格式，它是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的，WMA的压缩率一般都可以达到1：18左右.WMA的