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P3：采样率，位深以及比特率

音频(四) - 音频压缩(Speex使用&Opus简介)

比特率(码率) = 采样率 （Sampling rate ） * 位深 （Bit depth）* 声道数目
# Bit是速率的意思，意思为每秒处理多少个Bit
# kbit/s（也有人用bps,或者kbps来当比特率的单位，意思是一样的）。
# 越高的比特率，其音质也就越好。
# 采样率 ： 每秒钟所采样样本的总数目
# 位深 ： 每个样本中信息的比特数。位深也被称为采样精度，单位为Bit,常见的位数选择有16Bit,24Bit。比特数 = 采样率 （Sampling rate ） * 位深 （Bit depth）* 声道数目 * 时长（秒）

声波，有频率和振幅，频率高低决定音调，振幅大小决定响度，采样率是对频率采样，位深是对振幅采样。

以下内容来自维基百科。

比特率

比特率（英语：Bit rate，变量R）在电信和计算领域是指【单位时间内传输送或处理的比特的数量】。
比特率经常在电信领域用作连接速度、传输速度、信息传输速率和数字带宽容量的同义词。

比特率规定使用“比特每秒”（bit/s或bps）为单位，
经常和国际单位制词头关联在一起，如“千”（kbit/s或kbps），“兆”(百万)（Mbit/s或Mbps），“吉”（Gbit/s或Gbps）和“太”（Tbit/s或Tbps）。

正式的“比特每秒”的缩写是“bit/s”（不是“bits/s”）。在一些非正式文章，经常使用“b/s”或“bps”缩写。

Opus

Opus是一个【有损声音编码的格式】，由Xiph.Org基金会开发，之后由互联网工程任务组进行标准化，目标是希望用单一格式包含声音和语音，
取代Speex和Vorbis，且适用于网络上低延迟的即时声音传输，标准格式定义于RFC 6716文件。Opus格式是一个开放格式，使用上没有任何专利或限制。

Opus集成了两种声音编码的技术：以语音编码为导向的SILK和低延迟的CELT。
Opus可以无缝调节高低比特率。在编码器内部它在较低比特率时使用线性预测编码在高比特率时候使用变换编码（在高低比特率交界处也使用两者结合的编码方式）。
Opus具有非常低的算法延迟（默认为22.5 ms），非常适合用于低延迟语音通话的编码，像是网络上的即时声音流、即时同步声音旁白等等，
此外Opus也可以透过降低编码比特率，达成更低的算法延迟，最低可以到5 ms。
在多个听觉盲测中，Opus都比MP3、AAC、HE-AAC等常见格式，有更低的延迟和更好的声音压缩率。

技术特性

Opus可以处理各种音频应用，包括IP语音、视频会议、游戏内聊天、流音乐、甚至远程现场音乐表演。
它可以从低比特率窄带语音扩展到非常高清音质的立体声音乐。支持的功能包括：

6 kb/秒到510 kb/秒的比特率；单一频道最高256 kb/秒
采样率从8 kHz（窄带）到48 kHz（全频）
帧大小从2.5毫秒到60毫秒
支持恒定比特率（CBR）、受约束比特率（CVBR）和可变比特率（VBR）
支持语音（SILK层）和音乐（CELT层）的单独或混合模式
支持单声道和立体声；支持多达255个音轨（多数据流的帧）
可动态调节比特率，音频带宽和帧大小
良好的鲁棒性丢失率和数据包丢失隐藏（PLC）
浮点和定点实现

AAC

高级音频编码（英语：Advanced Audio Coding，AAC），出现于1997年，为一种基于MPEG-2的有损数字音频压缩的专利音频编码标准，
由Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、Sony、Nokia等公司共同开发。
2000年，MPEG-4标准在原本的基础上加上了PNS（Perceptual Noise Substitution）等技术，并提供了多种扩展工具。
为了区别于传统的MPEG-2 AAC又称为MPEG-4 AAC。其作为MP3的后继者而被设计出来，在相同的比特率之下，AAC相较于MP3通常可以达到更好的声音质量[2]。

AAC由国际标准化组织及国际电工委员会标准化为MPEG-2及MPEG-4规格的一部分。[3][4]部分的AAC、HE-AAC(AAC+)为MPEG-4音频的一部分，
并且被采用在数字声音广播、世界数字广播两个数字广播标准中以及DVB-H、ATSC-M/H两个移动电视标准中。

AAC支持包含一个流中48个最高至96 kHz的全带宽声道，加上16个120 Hz的低频声道(LFE)、不多于16个耦合声道及资料流。
在joint stereo模式下，要使立体声的质量达到可接受的程度仅需96 kbps的比特率，若要达到Hi-fi则最少需要在可变比特率下128 kbps。

AAC 被YouTube、iPhone、iPod、 iPad、任天堂DSi、任天堂3DS、iTunes、DivX、PlayStation 3和
多款Nokia 40系列、Sony Ericsson手机采用为默认的音频编码格式，
并且被PlayStation Vita、Wii、Sony Walkman MP3系列及随后的Android、BlackBerry等移动操作系统支持。

AAC编码的主要扩展名有三种：

.aac - 使用MPEG-2 Audio Transport Stream（ADTS，参见MPEG-2）容器，区别于使用MPEG-4容器的MP4/M4A格式，属于传统的AAC编码（FAAC默认的封装，但FAAC亦可输出MPEG-4封装的AAC）。
.mp4 - 使用了MPEG-4 Part 14（第14部分）的简化版即3GPP Media Release 6 Basic（3gp6，参见3GP）进行封装的AAC编码（Nero AAC编码器仅能输出MPEG-4封装的AAC）。
.m4a - 为了区别纯音频MP4文件和包含视频的MP4文件而由苹果（Apple）公司使用的扩展名，Apple iTunes对纯音频MP4文件采用了".m4a"命名。M4A的本质和音频MP4相同，故音频MP4文件亦可直接更改扩展名为M4A。Sony Ericsson于2006年后发表的手机原厂铃声几乎都慢慢改为M4A文件。

mp3

动态图像专家组-1或动态图像专家组-2 音频层III（英语：MPEG-1 or MPEG-2 Audio Layer III），常简称为MP3，
是当今流行的一种数字音频编码和有损压缩格式，它被设计来大幅降低音频数据量，通过舍弃PCM音频资料中对人类听觉不重要的部分，
达成压缩成较小文件的目的。
而对于大多数用户的听觉感受来说，MP3的音质与最初的不压缩音频相比没有明显的下降。
它是在1991年，由位于德国埃尔朗根的研究组织弗劳恩霍夫协会的一组工程师发明和标准化的。MP3的普及，曾对音乐产业造成冲击与影响。

尽管有许多创造和推广其他格式的重要努力，如 MPEG 标准中的 AAC（Advanced Audio Coding）和 IETF 开放标准中的 Opus。
然而，由于MP3的空前的流通，在目前来说，其他格式不可能威胁其地位。MP3不仅有广泛的用户端软体支持，也有很多的硬件支持，
比如便携式数位音频播放器（泛指MP3播放器）、移动电话、数字多功能影音光盘和CD播放器。

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