1.6 數字音頻的常見格式

1.6.1 一般的數字音頻格式

1.波形音頻文件WAV

WAV是Microsoft Windows本身提供的一種音頻格式，由于Windows本身的影響力，這個格式已經成為了事實上的通用音頻格式。通常，使用WAV格式都是用來保存一些沒有壓縮的音頻，但實際上WAV格式的設計是非常靈活（非常復雜）的，該格式本身與任何媒體數據都不沖突，之所以能這樣，是因為WAV文件里面存放的每一塊數據都有自己獨立的標識，通過這些標識可以告訴用戶究竟這是什么數據。在Windows平臺上通過ACM（Audio Compression Manager）結構及相應的驅動程序（在這里通常稱為CODEC，編碼/解碼器），可以在WAV文件中存放超過20種的壓縮格式，比如ADPCM、GSM、CCITT G.711和G.723等。

目前所有的音頻播放軟件和編輯軟件都支持這一格式，并將該格式作為默認文件保存格式之一。

標準格式的WAV文件和C D格式一樣，也是44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數。

WAV文件的特點是：聲音再現容易，占用存儲空間大，用Windows播放器播放。

2.MPEG音頻文件（.mp1/.mp2/.mp3）

按照MPEG-1Audio Layer3標準壓縮的文件，是目前最流行的音樂文件格式。

MPEG Audio Layer 指的是 MPEG標準音頻層，共分3層（即MPEG Audio Layer1/2/3），分別對應MP1、MP2和MP3。MP1和MP2的壓縮比分別為4∶1和6∶1～8∶1，MP3的壓縮比則達到10∶1～12∶1。

MP3是 Fraunhofer-IIS 研究所的研究成果。MP3是第一個實用的有損音頻壓縮編碼。在MP3出現之前，一般的音頻編碼即使以有損方式進行壓縮能達到4∶1的壓縮比例已經非常不錯了。但是，MP3可以實現12∶1的壓縮比例，這使得MP3迅速流行起來。

衡量MP3文件的壓縮比例通常使用比特率來表示。這個術語的英文是bps（bit per second），表示每1秒鐘的音頻可以用多少個二進制比特來表示。通常比特率越高，壓縮文件就越大，但音樂中獲得保留的成分就越多，音質就越好。由于比特率與文件大小音質的關系，所以后來又出現了vbr（Variant Bitrate，可變比特率）方式編碼的MP3，這種編碼方式的特點是可以根據編碼的內容動態地選擇合適的比特率，因此編碼的結果是在保證了音質的同時又照顧了文件的大小，結果大受歡迎。由于 MP3是世界上第一個有損壓縮的編碼方案，所以可以說所有的播放軟件都支持它。

MP3之所以能夠達到如此高的壓縮比例同時又能保持相當不錯的音質，是因為利用了知覺音頻編碼技術。MP3壓縮原理為：把聲音中人耳聽不見或無法感知的信號濾除，并大幅減少聲音數字化后所需的儲存空間。

用 MP3壓縮算法來處理音樂，是屬于破壞性壓縮，也因為如此，才能達到高壓縮比的目的，而使用破壞性壓縮法的結果是，還原音效時難免會造成少許失真，但這些失真是在人耳可接受的范圍內，不過相對的，取樣率減少、壓縮比過于提高時，產生的失真將會更多。

MP3文件的特點為：文件占用空間小，聲音質量卻無明顯下降。

3.MP3pro

為了使MP3能在未來仍然保持生命力，Fraunhofer-IIS研究所連同Coding Technologies 公司和法國的Thomson multimedia公司共同推出了MP3pro。

這種格式與之前的MP3相比最大的特點是能在低達64kbps的比特率下仍然能提供近似CD的音質（MP3是128K）。該技術稱為SBR（Spectral Band Replication），它在原來MP3技術的基礎上專門針對原來 MP3技術中損失了的音頻細節進行獨立編碼處理并捆綁在原來的MP3數據上，在播放的時候通過再合成而達到良好的音質效果。

MP3pro格式與MP3是兼容的，所以它的文件類型也是MP3。MP3pro播放器可以支持播放MP3pro或者MP3編碼的文件；普通的MP3播放器也可以支持播放MP3pro編碼的文件，但只能播放出MP3的音質。但是，雖然MP3pro是一種優秀的技術，由于技術專利費用的問題，以及其他技術提供商比如Microsoft的競爭，MP3pro并沒有得到很大的流行。

4.Ogg Vorbis

Ogg Vorbis是一種音頻壓縮格式，類似于MP3等現有的通過有損壓縮算法進行音頻壓縮的音樂格式。但有一點不同的是，Ogg Vorbis格式是完全免費、開放源碼且沒有專利限制的。Vorbis是這種音頻壓縮機制的名稱，而Ogg則是一個計劃的名字，該計劃意圖設計一個完全開放源碼的多媒體系統。開放源代碼能為用戶在經濟上帶來收益，這一點很多人都知道了，但不能忘記的是，Ogg Vorbis的技術也非常好。Ogg Vorbis文件的擴展名是.ogg。