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本文转自SiLUHD论坛,作者insolo,以下仅对部分格式、细节和链接有所调整
一、无损编码介绍篇
常见的无损音频压缩格式对比列表,点击图片放大!
而我们最常接触到的无损音频压缩格式无非APE和FLAC这两种,在国内APE还是绝对的主流。
我们首先来介绍一下APE:
APE是一种音频文件格式,一般用.ape的文件扩展名,有时也采用.MAC的扩展名。APE格式采用无损数据压缩,在不降低音质的前提下,能有限地压缩WAV音轨文件,压缩比率一般在55%左右。在音质上,相对于WMA、MP3、AAC等有损数据压缩的格式有着绝对的优势。 APE文件结构是由Monkey's Audio定义的。Monkey's Audio提供软件进行与其它音频文件格式的转换。通过插件,APE文件可以在foobar2000、Nullsoft的Winamp和微软的媒体播放器等不同系统平台的多媒体软件中播放,近来越来越多的便携式媒体播放器也较多的加入对APE文件的支持。 Monkey's Audio,是一种常见的无损音频压缩编码格式。与有损音频压缩(如MP3、Ogg Vorbis或者AAC等)不同的是,Monkey's Audio压缩时不会丢失数据。一个压缩为Monkey's Audio的音频文件听起来与原文件完全一样。不会因解压缩和压缩而改变。它能够被用于发布、回放和储存等目的。Monkey's Audio文件常使用.ape的文件扩展名,其播放列表则使用.apl 。 Monkey's Audio亦可指压缩/解压缩Monkey's Audio文件的软件。因其主界面上有个猴子图样而得名。Monkey's Audio是压缩ape格式的重要工具;也可以对ape文件进行解压缩。 安装该软件时可以选择是否向winamp添加插件,使得winamp也可以播放ape文件。通常与Monkey's Audio配合使用的软件有Exact Audio Copy(EAC)、foobar2000等。
特点:
- Monkey's Audio是一种无损音频压缩格式,而较之于其他无损音频压缩格式,有长处亦有缺陷。
- Monkey's Audio压缩比高于其他常见的无损音频压缩格式,约在55%上下,但编解码速度略慢。在搜寻回放位置时,如果文件压缩比过高,在配备较差的电脑会有延迟的现象。另外,由于它没有提供错误处理的功能,若发生文件损坏,损坏位置之后的数据有可能会丢失。
- Monkey's Audio是开放源代码的免费软件,但其授权协议并非自由软件而受到排挤。因为这意味着许多基于GNU/Linux的Linux发行套件或是其他只能基于自由软件的操作系统不能将其收入。较之其他使用更自由的许可证的无损音频编码器(如FLAC),受其他软件的支持也更少。
- 因为Monkey's Audio是一种无损压缩格式,所以不适于同有损压缩格式相比较——这两者有不同的目标和用途。无损压缩的目标是能够精确再现原文件的前提下将之压缩到尽可能小的体积。而有损压缩则是在丢失一部分信息的情况下,在用户指定的体积/比特率中尽可能保持接近原来的音质。
凭借毫发无损的音频编码,APE格式占据了大多数PC-HIFI友的心,由于推出较早,在国内普通流行,但APE并非完美无缺: 1、APE是一个个人作品,未来不排除出现版权问题; 2、APE音乐目前只能在电脑上播放,暂时还没有任何移动多媒体播放器或音响设备能够支持,使用范围有限; 3、最致命的一点是,APE文件的容错性较差,只要在传输过程中出现一点差错,就会让整首APE音乐作废。
那么,我们有没有更好的选择呢?有,它就是FLAC。在国外的主流音频网站,对FLAC更为推崇。
FLAC即是Free Lossless Audio Codec的缩写,中文可解为无损音频压缩编码。 FLAC是一套著名的自由音频压缩编码,其特点是无损压缩。不同于其他有损压缩编码如MP3 及 WMA(9.0版本支持无损压缩),它不会破坏任何原有的音频信息,所以可以还原音乐光盘音质。现在它已被很多软件及硬件音频产品所支持。
FLAC的技术特点如下:
- 无损压缩:被编码的音频(PCM)数据没有任何信息损失,解码输出的音频与编码器的输入的每一个字节都是一样的。每个数据帧都有一个当前帧的 16-bit CRC 校验码,用于监测数据传输错误。对整段音频数据,在文件头中还保存有一个针对原始未压缩音频数据的MD5标记,用于在解码和测试时对数据进行校验。
- 快速:FLAC更看重解码的速度。解码只需要整数运算,并且相对于大多数编码方式而言,对计算速度要求很低。在很普通的硬件上就可以轻松实现实时解码。
- 硬件支持:由于FLAC提供了免费的解码范例,而且解码的复杂程度低,所以FLAC是目前少数获得硬件支持的无损压缩编码之一。(APE格式也有少数硬件支持)
- 可以流化:FLAC的每个数据帧都包含了解码所需的全部信息。解码当前帧无需参照它前面或后面的数据帧。FLAC使用了同步代码和CRC(类似于MPEG等编码格式),这样解码器在数据流中跳跃定位时可以有最小的时间延迟。
- 可以定位:FLAC支持快速采样精确定位。这不仅对于播放有益,更使得FLAC文件便于编辑。
- 富于弹性的metadata:可以定义和实现新类型的metadata数据块,而不会影响旧的数据流和解码器的使用。目前已有的metadata类型包括tag,cue表,和定位表。已经注册的应用程序可以定义自己专用的metadata类型(这一点与MIDI标准相似)。
- 非常适合于存档应用:FLAC是一个开放的编码格式,并且没有任何数据的损失,你可以将它转换为你需要的任何其他格式。除了每个数据帧的CRC和MD5标记对数据完整性的保障,flac(FLAC项目提供的命令行方式编码工具)还提供了一个 verify(校验)选项,当使用该选项进行编码的时候,编码的同时就会立即对已编码数据进行解码并与原始输入数据进行比较,一旦发现不同就会退出并且报警提示。
- 便于对CD进行备份:FLAC有一个cue表,表内的metadata数据块用于保存CD的内容列表和所有音轨的索引点。你可以将一张CD保存到一个单一文件,并导入CD的cue表格,这样一个FLAC文件就可以完整地记录整张CD的全部信息。当你的原来的CD损坏的时候,你就可以用这个文件恢复出与原来一模一样的CD副本。
- 抗损伤:由于FLAC的帧结构,当数据流损坏时,数据损失会被限制在受损的数据帧之内。一般只会丢失很短的一个片段。而很多其他无损音频压缩格式在遇到损坏时,一个损坏就会造成后面所有数据丢失。
FLAC相对于APE的优势在于:
1、FLAC是一个开放源代码并且完全免费的无损音频编码压缩格式,这种与CD质量相同的音乐格式在音质上是无可挑剔的,以FLAC方式压缩不会丢失PCM音频的任何信息。而且你永远不必担心惹上版权官司。受益于此,目前有很多音频处理软件都可以输入、输出FLAC格式文件,这给音频的后期处理带来了方便。
2、FLAC相比APE的解码复杂程度要较低(解码运算量小、只需要整数运算),解码速度奇快,,对计算速度要求很低,在很普通的硬件上就可以轻松实现实时解码播放。FLAC是目前唯一获得硬件支持的无损压缩编码,在消费领域,已经有移动多媒体播放器、汽车、家用音响设备支持FLAC格式了。
3、FLAC 的streamable技术是最值得注意的一点,它不会因为部分错误而导致整个文件的错误,直接把出错的部分丢掉就好了,FLAC的容错性很强,即使有小段音乐损坏,也不会影响后面的音乐播放。因此FLAC比APE更适于作为长期保存音频的格式。
FLAC的不足在于比APE编码速度慢而且压缩比也比APE低,但总体差距不大,如容量大约有3%左右的差距,对于当前正进入双核时代和动辄百G的海量硬盘来说,这实在算不了什么。
正因为FLAC的开放性与成熟的编码,现在许多国外的唱片公司开始通过网络发行FLAC格式的音乐,比如著名的2L,LINN等,最显著的特点就是高采样与高量化,一般以24/96和24/192为主。
了解了这两种无损压缩音频格式后,我们如何将手中的CD变成APE或者FLAC呢?请继续往下看!
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