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        音頻編碼標準

        2017年08月31日

        1. LPCM 

        LPCM(線性脈沖編碼調制)是一種非壓縮音頻數字化技術,是一種未壓縮的原音重現,在普通 CD、DVD及其他各種要求最高音頻質量的場合中已經得到廣泛的應用。 

        各種應用場合中的LPCM原理是一樣的,區別在于采樣頻率和量化精度不同。普通CD規格為 16bit/44.1kHz,DVD的規格則有多種,量化精度可分為16bit、20bit、24bit,采樣頻率分為 48kHz、96kHz。此外,LPCM信號中可錄入杜比環繞聲信息,供現有的杜比定向邏輯環繞聲系統使用。 

        2. MP3(MPEG Audio Layer-3) 

        MP3是MPEG Audio Layer-3的簡稱,是從MPEG-1標準衍生的、開放的編碼方案,1993年由德國夫朗和費研究院和法國湯姆生公司合作發展成功。 

        MP3音頻壓縮技術是一種失真壓縮,其原理是把聲音頻率中人耳幾乎聽不到的音域在音頻中去除,采用高效率的變換編碼音頻壓縮算法對聲音進行壓縮,從而使得文件體積大為縮小,可達到12∶1的壓縮比。 

        MP3的頻率范圍最高為44kHz,最低為20Hz。在128Kbps的碼率下,MP3可以達到接近CD音質的聲音質量。但是由于損失了音頻中的甚高、甚低音部分(盡管人耳不是非常敏感),使MP3畢竟 要比CD稍遜一些。 

        3. WMA(Windows Media Audio) 

        WMA為Windows Media Audio的縮寫,是微軟公司制定的音樂文件格式。WMA Codec 是Microsoft 音頻技術的首要Codec。據微軟自身發表的聲明,目前最新的版本WMA 9.0相對于WMA 8,在壓縮 率上有著20%的提升。 

        WMA類似于MP3,同樣是一種失真壓縮,損失了聲音中人耳極不敏感的甚高、甚低音部分。但與 MP3相比較起來,仍然具有不少優勢。 

        1) 它具有與MP3相當的音質,但容量更小。 

        2) 更先進的壓縮算法在給定速率下可獲得更好的質量。 

        3) 特別適合于低速率傳輸。 

        4) 除了損失了的音頻成份外,WMA比起MP3在頻譜結構上更接近于原始音頻,因而相對起來 有更好的聲音保真度。 

        4. AAC(Advanced Audio Coding) 

        AAC是高級音頻編碼(Advanced Audio Coding)的縮寫。AAC是由動態圖像專家組(MPEG)開發的,已經被國際標準化組織(ISO)討論通過,成為了MPEG-2國際標準的一部分,同時它也是一種開放的音頻編碼標準。 

        (1)AAC的編碼原理及特點 

        1) AAC是一種高壓縮比的音頻壓縮算法,但它的壓縮比要遠超過較老的音頻壓縮算法,如AC-3、MP3等。并且其質量可以同未壓縮的CD音質相媲美。 

        2) 同其他類似的音頻編碼算法一樣,AAC也是采用了變換編碼算法,但AAC使用了分辨率更高的濾波器組,因此它可以達到更高的壓縮比。 

        3) AAC使用了臨時噪聲重整、后向自適應線性預測、聯合立體聲技術和量化哈夫曼編碼等最新技術,這些新技術的使用都使壓縮比得到進一步的提高。 

        4) AAC支持更多種采樣率和比特率、支持1個到48個音軌、支持多達15個低頻音軌、具有多種語言的兼容能力、還有多達15個內嵌數據流。 

        5) AAC支持更寬的聲音頻率范圍,最高可達到96kHz,最低可達8Hz,遠寬于MP3 20-44kHz的范圍 

        6) 不同于MP3及WMA,AAC幾乎不損失聲音頻率中的甚高、甚低頻率成分,并且比WMA在頻譜結構 

        上更接近于原始音頻,因而聲音的保真度更好。專業評測中表明,AAC比WMA聲音更清晰,而且 更接近原音。 

        7) AAC采用優化的算法達到了更高的解碼效率,解碼時只需較少的處理能力。 

        (2)專業評價 

        1) AAC以128Kbps(立體聲)的速率對音樂進行壓縮,然后經由專家辨認,結論是其結果同原始未壓縮時的聲音"區別不出來"。 

        2) AAC以96Kbps的速度壓縮音樂,通常其壓縮后的質量比MP3在128Kbps壓縮后的質量還要高。 
        AAC在128Kbps壓縮音樂后的性能比MP3在相同速度壓縮音樂后得到的性能高很多。 

        3) AAC是唯一一個在歐洲廣播聯盟主辦的64Kbps聽力測試中被評為"優秀"的因特網音頻數字多媒體編解碼器。 

        4) 鑒于其卓越的性能和質量,AAC已成為MPEG-4規范的核心,同時它還是因特網、無線網以 及數字廣播網領域中的新一代音頻數字解碼器的選擇。

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