MP3、AAC、WMA、Ogg、MPC、WAV、FLAC、APE、WV、CD、MIDI、RealVideo等音频格式解析及对比

音频格式详解

无论是随身听还是手机或者是多媒体DC，产品支持的音频格式多样，然而它们都有各自的特性。我们在应用中选择的时候必须考虑到各种格式的适用场合，这要求我们对很多方面有个系统的了解。

有损压缩格式

有损文件格式是基于声学心理学的模型，除去人类很难或根本听不到的声音，例如：一个音量很高的声音后面紧跟着一个音量很低的声音。MP3就属于这一类文件。

有损压缩应用很多，但在专业领域使用不多。有损压缩具有很大的压缩比，提供相对不错的声音质量。

1.MP3格式

MP3格式诞生于八十年代的德国，所谓的MP3也就是指的是MPEG标准中的音频部分，也就是MPEG音频层。根据压缩质量和编码处理的不同分为3层，分别对应“.mp1”/“.mp2”/“*.mp3”这3种声音文件。需要提醒大家注意的地方是：MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，MPEG3音频编码具有10：1~12：1的高压缩率，同时基本保持低音频部分不失真，但是牺牲了声音文件中12KHz到16KHz高音频这部分的质量来换取文件的尺寸，相同长度的音乐文件，用＊.mp3格式来储存，一般只有＊.wav文件的1/10，而音质要次于CD格式或WAV格式的声音文件。由于其文件尺寸小，音质好；所以在它问世之初还没有什么别的音频格式可以与之匹敌，因而为＊.mp3格式的发展提供了良好的条件。直到现在，这种格式还是风靡一时，作为主流音频格式的地位难以被撼动。但是树大招风，MP3音乐的版权问题也一直是找不到办法解决。

2.AAC格式

AAC（高级音频编码技术 Advanced Audio Coding)，是杜比实验室为音乐提供的技术，最大能容纳48通道的音轨，采样率达96 KHz。出现于1997年，是基于MPEG-2的音频编码技术。由Fraunhofer IIS、杜比、苹果、AT&T、索尼等公司共同开发，以取代mp3格式。2000年，MPEG-4标准出台，AAC从新整合了其特性，故现又称MPEG-4 AAC，即m4a。

AAC作为一种高压缩比的音频压缩算法，AAC通常压缩比为18:1，也有资料说为20:1，远远超过了AC-3、MP3等较老的音频压缩算法。一般认为，AAC格式在96Kbps码率的表现超过了128Kbps的MP3音频。AAC另一个引人注目的地方就是它的多声道特性，它支持1～48个全音域音轨和15个低频音轨。除此之外，AAC最高支持96KHz的采样率，其解析能力足可以和DVD-Audio的PCM编码相提并论，因此，它得到了DVD论坛的支持，成为了下一代DVD的标准音频编码。

3.WMA格式

WMA (Windows Media Audio) 格式是来自于微软的重量级选手，后台强硬，音质要强于MP3格式，更远胜于RA格式，它和日本YAMAHA公司开发的VQF格式一样，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的另一个优点是内容提供商可以通过DRM（Digital Rights Management）方案如Windows Media Rights Manager 7加入防拷贝保护。这种内置了版权保护技术可以限制播放时间和播放次数甚至于播放的机器等等，这对被盗版搅得焦头乱额的音乐公司来说可是一个福音，另外WMA还支持音频流(Stream)技术，适合在网络上在线播放，作为微软抢占网络音乐的开路先锋可以说是技术领先、风头强劲，更方便的是不用象MP3那样需要安装额外的播放器，而Windows操作系统和Windows Media Player的无缝捆绑让你只要安装了windows操作系统就可以直接播放WMA音乐，新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光盘转换为WMA声音格式的功能，在新出品的操作系统Windows XP中，WMA是默认的编码格式，大家知道Netscape的遭遇，现在“狼”又来了。WMA这种格式在录制时可以对音质进行调节。同一格式，音质好的可与CD媲美，压缩率较高的可用于网络广播。虽然现在网络上还不是很流行，但是在微软的大规模推广下已经是得到了越来越多站点的承认和大力支持，在网络音乐领域中直逼＊.mp3，在网络广播方面，也正在瓜分Real打下的天下。因此，几乎所有的音频格式都感受到了WMA格式的压力。

时下的MP3支持格式最常见的是MP3和WMA。MP3由于是有损压缩，因此讲求采样率，一般是44.1KHZ。另外，还有比特率，即数据流，一般为8—320KBPS。在MP3编码时，还看看它是否支持可变比特率（VBR），现在出的MP3机大部分都支持，这样可以减小有效文件的体积。WMA则是微软力推的一种音频格式，相对来说要比MP3体积更小。

4.Ogg Vorbis格式

Ogg全称应该是OGG Vobis(ogg Vorbis) 是一种新的音频压缩格式，类似于MP3等现有的音乐格式。但有一点不同的是，它是完全免费、开放和没有专利限制的。OGG Vobis有一个很出众的特点，就是支持多声道，随着它的流行，以后用随身听来听DTS编码的多声道作品将不会是梦想。

Vorbis 是这种音频压缩机制的名字，而Ogg则是一个计划的名字，该计划意图设计一个完全开放性的多媒体系统。目前该计划只实现了OggVorbis这一部分。

Ogg Vorbis文件的扩展名是.OGG。这种文件的设计格式是非常先进的。现在创建的OGG文件可以在未来的任何播放器上播放，因此，这种文件格式可以不断地进行大小和音质的改良，而不影响旧有的编码器或播放器。

ogg格式完全开源，完全免费，和mp3不相上下的新格式。

5.MPC格式

MPC全称MusePack，一种音频格式。　MPC（MusePaCk）是由德国人Andree Buschmann开发的一种完全免费的高品质音频格式。
在其问世之前，Lame MP3是公认音质最好的有损压缩方案，追求音质的人对它趋之若鹜。但现在这个桂冠无疑该让给MPC了，在中高码率下，MPC可以做到比MP3更好音质。在高码率下，MPC的高频要比MP3细腻不少，可以在节省大量空间的前提下获得最佳音质的音乐欣赏，是目前最适合用于音乐欣赏的有损编码。
MusePaCk（.mpc）原先又被称为MPEGPlus（.mp+），是由德国人Andree Buschmann开发的一种完全免费的高品质音频格式在其问世之前，Lame MP3是公认音质最好的有损压缩方案，追求音质的人对它趋之若鹜。但现在这个桂冠无疑该让给MPC了，因为无论是频谱分析，还是对比试听，160Kbps码率以上的MPC表现绝对要好过MP3（指相同码率的两者而言），也好过任何其他的有损压缩格式。不仅仅是音质，MPC还有编码速度快的优点，经MPC现任负责人Frank Klemm改良后的1.14版编码器，在我的Duron 650上编码速度可以达到实时播放的5.5倍，比慢工出细活的LAME要快得多！

无损压缩格式

无损的音频格式（例如FLAC）压缩比大约是2：1，解压时不会产生数据/质量上的损失，解压产生的数据与未压缩的数据完全相同。如需要保证音乐的原始质量，应当选择无损音频编解码器。例如，用免费的FLAC无损音频编解码器你可以在一张DVD-R碟上存储相当于20张CD的音乐。

1.WAV格式

是微软公司开发的一种声音文件格式，它符合 PIFFResource Interchange File Format 文件规范，用于保存WINDOWS平台的音频信息资源，被WINDOWS平台及其应用程序所支持。“*.WAV”格式支持MSADPCM、CCITT A LAW等多种压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，标准格式的WAV文件和CD格式一样，也是44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数，看到了吧，WAV格式的声音文件质量和CD相差无几，也是目前PC机上广为流行的声音文件格式，几乎所有的音频编辑软件都“认识”WAV格式。但缺点是体型过于“巨大”。

2.FLAC格式

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 AAC，它不会破任何原有的音频资讯，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。简而言之，FLAC与MP3相仿，但是是无损压缩的，也就是说音频以FLAC方式压缩不会丢失任何信息。这种压缩与Zip的方式类似，但是FLAC将给你更大的压缩比率，因为FLAC是专门针对音频的特点设计的压缩方式，并且你可以使用播放器播放FLAC压缩的文件，就象通常播放你的MP3文件一样。
FLAC为无损格式，较APE而言，他体积大点，但是兼容性好，编码速度快，播放器支持更广。

3.APE格式

APE是目前流行的数字音乐文件格式之一。与MP3这类有损压缩方式不同，APE是一种无损压缩音频技术，也就是说当你将从音频CD上读取的音频数据文件压缩成APE格式后，你还可以再将APE格式的文件还原，而还原后的音频文件与压缩前的一模一样，没有任何损失。
APE的文件大小大概为CD的一半，但是随着宽带的普及，APE格式受到了许多音乐爱好者的喜爱，特别是对于希望通过网络传输音频CD的朋友来说，APE可以帮助他们节约大量的资源。
APE为无损压缩格式，较FLAC而言，他体积较小。编码速度偏慢。

4.WV格式

WavPack是由David Bryant开发的一个自由、开放源代码的无损音频压缩格式，其文件的后缀名为.wv。

WavPack允许用户压缩、恢复8、16、24、32位整型以及32位浮点表示的WAV格式音频文件，另外它还支持多声道数据流以及非常高的采样率。与其它无损压缩机制一样，这种算法的压缩比例也随源数据的不同而改变。但对于普通的流行音乐，通常介于30%到70%之间；对于古典音乐以及其它音域较宽的音乐，通常能得到更高的比例。

另外WavPack引入了一种独特的“混合”模式，它使用一个附加的文件从而也具有了有损压缩的优点。与其它方法只生成一个文件不同，这种模式生成两个文件，其中一个是相对较小、可以单独使用的高质量有损压缩文件，另外一个是与有损文件一起使用实现无损数据恢复的“修正”文件。对于一些用户来说，这就意味着他们不必再考虑使用有损还是无损压缩这样一个问题。

其他格式

CD格式:

音频CD格式于1980年由飞利浦公司和索尼公司开发，并于1982年公布，此后很少改动。这种格式定义一首歌存放在一个CDDA文件中，输入采样率为44100次/秒（即44.1kHz），每个采样用16比特数据存储。立体声数据为1.4M比特/秒（44.1k * 16 * 2，其中2为立体声的双声道）。
在大多数播放软件的“打开文件类型”中，都可以看到＊.cda格式，这就是CD音轨了。因为CD音轨可以说是近似无损的，因此它的声音基本上是忠于原声的，因此如果你是一个音响发烧友的话，CD是你的首选。它会让你感受到天籁之音。CD光盘可以在CD唱机中播放，也能用电脑里的各种播放软件来重放。一个CD音频文件是一个＊.cda文件，这只是一个索引信息，并不是真正的包含声音信息，所以不论CD音乐的长短，在电脑上看到的“＊.cda文件”都是44字节长。注意：不能直接的复制CD格式的＊.cda文件到硬盘上播放，需要使用象EAC这样的抓音轨软件把CD格式的文件转换成WAV，这个转换过程如果光盘驱动器质量过关而且EAC的参数设置得当的话，可以说是基本上无损抓音频。推荐大家使用这种方法。

MIDI格式：

MID是midi的简称，是它的扩展名。MIDI是英语Music Instrument Digital Interface 的缩写，翻译过来就是“数字化乐器接口”，也就是说它的真正涵义是一个供不同设备进行信号传输的接口的名称。我们如今的MIDI音乐制作全都要靠这个接口，在这个接口之间传送的信息也就叫MIDI信息。
MIDI最早是应用在电子合成器——一种用键盘演奏的电子乐器上，由于早期的电子合成器的技术规范不统一，不同的合成器的链接很困难，在1983年8月，YAMAHA、ROLAND、KAWAI等著名的电子乐器制造厂商联合指定了统一的数字化乐器接口规范，这就是MIDI1.0技术规范。
此后，各种电子合成器已经电子琴等电子乐器都采用了这个统一的规范，这样，各种电子乐器就可以互相链接起来，传达MIDI信息，形成一个真正的合成音乐演奏系统。
由于多媒体计算机技术的迅速发展，计算机对数字信号的强大的处理能力，使得计算机处理MIDI信息成为顺理成章的事情了，所以，现在不少人把MIDI音乐称之为电脑音乐。事实上，利用多媒体计算机不但可以播放、创作和实时地演奏MIDI音乐。甚至可以把MIDI音乐转变成看的见的乐谱（五线谱或简谱）打印出来，反之，也可以把乐谱变成美妙的音乐。利用MIDI的这个性质，可以用于音乐教学（尤其是识谱），让学生利用计算机学习音乐知识和创作音乐。

RealVideo格式：

RealVideo格式文件包括后缀名为RA、RM、RAM、RMVB的四种视频格式。Real Video是一种高压缩比的视频格式，可以使用任何一种常用于多媒体及Web上制作视频的方法来创建RealVideo文件。例如Premiere、VideoShop以及AfterEffects等，对于文件的播放可用realplayer和暴风影音播放。
RealVideo文件是RealNetworks公司开发的一种新型流式视频文件格式，它包含在RealNetworks公司所制定的音频视频压缩规范RealMedia中，主要用来在低速率的广域网上实时传输活动视频影像，可以根据网络数据传输速率的不同而采用不同的压缩比率，从而实现影像数据的实时传送和实时播放。
RealVideo除了可以以普通的视频文件形式播放之外，还可以与RealServer服务器相配合，在数据传输过程中边下载边播放视频影像，而不必像大多数视频文件那样，
必须先下载然后才能播放。目前，Internet上已有不少网站利用RealVideo技术进行重大事件的实况转播。
RMVB影片格式比原先的RM多了VB两字，在这里VB是VBR（Variable Bit Rate–可变比特率）的缩写。在保证了平均采样率的基础上，
设定了一般为平均采样率两倍的最大采样率值，在处理较复杂的动态影像时也能得到比较良好的效果，处理一般静止画面时则灵活的转换至较低的采样率，有效的缩减了文件的大小！

比较与总结

音频格式比较：
音乐爱好者常见的音频格式有：flac、ape、wav、mp3、aac、ogg、wma

1.压缩比比较：
aac>ogg>mp3(wma)>ape>flac>wav（同一音源条件下）
mp3和wma以192kbps为分界线，192kbps以上mp3好，192kbps以下wma好。

2.音质比较：
wav=flac=ape>aac>ogg>mp3>wma

3.硬件支持比较：
MP3播放器：mp3>wma>wav>flac>ape>aac>ogg
手机：mp3>wma>aac>wav>flac>ogg>ape

4.综合性能（就是综合音质体积编码率）：aac>ogg>flac ape>mp3>wav>wma

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