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發現所有存在的音訊格式

2024-09-20電腦科學104

如今,我們可以隨時隨地在各種類型的裝置上欣賞我們喜愛的音樂,包括手機、平板電腦、電腦和音樂播放器。這主要歸功於所謂的數位音訊格式,它使我們能夠在很小的空間內以卓越的品質儲存大量歌曲。

那些使用電腦執行與家庭或工作相關的簡單任務的人在談論數位音訊格式及其各種變體時可能會覺得自己處於完全未知的領域,這正是為什麼在這篇文章中我們將嘗試闡明一些內容透過這個關於當前數位音訊格式的簡短基本指南,數位音訊相關問題的疑慮。

數位音訊格式基本上是容器,它們透過各種因素進行區分,例如壓縮品質、它們可以支援的標籤類型和其他元素。它們也分為壓縮音訊格式和未壓縮音訊格式(無損)。

從這個基礎開始,從這一點開始,當今最常用的音訊格式。

數位音訊格式:MP3

讓我們從流行且廣泛使用的 MP3 開始,它是目前互聯網世界中使用最廣泛的數位音訊格式。首先我們必須提到的是,這些檔案的副檔名為“.mp3”,其主要特點在於 MP3 背後的技術壓縮了聲音序列,導致檔案非常小,通常遠小於一半原始檔案的大小。

顯然,要實現這一點,就必須丟失某些聲音,這些聲音據說是人耳聽不到的,儘管許多用戶經常指出,與未壓縮格式相比,MP3 格式通常存在某些缺陷和損失。

這款音訊壓縮系統自創建以來就以 MPEG-1 音訊層 III 和 MPEG-2 音訊層 III 的名稱而聞名,但以 MP3 的形式發布,它是由行動影像專家小組開發的,是著名的MPEG 標準的一部分。

需要注意的是,如果我們想要存取盡可能保持其品質的MP3,我們必須選擇那些經過不低於128kbit/s壓縮的文件,以獲得最佳的效果。

數位音訊格式:WAV

由Microsoft和IBM公司開發的所謂WAV,其名稱來自縮寫詞WAVE,意思是波形音訊檔案格式,是目前數位音訊格式之一,沒有資料壓縮,因此具有出色的品質。

它們以其“.wav”擴展名而聞名,通常被 Windows 等作業系統用於系統本身的聲音,例如我們在啟動和關閉 PC 時通常聽到的音訊都是 WAV 格式。

另一方面,WAV格式有一個特點,即它支援幾乎所有當前的音訊編解碼器,儘管通常使用PCM格式,它沒有壓縮,因此沒有品質損失。

這使得WAV 成為專業聲場中最常用的格式之一,因為如果以 44100 Hz 參數和 16 位元捕捉聲音,則可以獲得與 CD 相同的品質。

這種格式的缺點之一是它有記錄限制,因為它只允許您在同一文件中以最高品質捕獲最多 6.6 小時的記錄,其重量為 4 Gb。無關。

誠然,WAV 格式檔案的音訊品質確實非常好,但其最大的缺點是它的大小非常大。例如,一首普通歌曲的 MP3 格式大約需要 5 Mb,WAV 格式大約需要 30 Mb。

因此,WAV 格式通常不在 Internet 上使用,有損壓縮格式更流行,例如 MP3 或 Ogg Vorbis,因為資料傳輸速率變得更快。

數位音訊格式:AIFF

AIFF 格式是蘋果為其作業系統而誕生的音樂檔案格式,近年來已成為一種非常廣泛的檔案類型,因為它是一種無損音訊格式,類似於微軟著名的 WAV。

縮寫 AIFF 源自於其英文名稱 Audio Interchange File Format,此類檔案的副檔名為「.aif」。它的主要特點是它是一種沒有訊號損失的音訊格式,因此音訊品質非常出色。

它是由 Electronic Arts 的舊 IFF 格式(交換文件格式)演變而來,用於第一批 Amiga 計算機,目前用於 Apple Macintosh 和 Silicon Graphics Incorporated 公司銷售的計算機設備。

這些文件的品質沒有損失根本上是因為它們的標準產生未壓縮的音訊文件,也使用 PCM 編碼,這也使得它們的大小非常大。

由於其特性,AIFF 與 FLAC 和 WAV 一樣,通常是專業音訊領域最常用的格式之一。

對於一般使用者來說,最大的缺點在於AIFF 檔案需要大量的儲存空間,因為我們考慮到一分鐘的音訊大約需要 10 Mb。

它們可以透過擴展名“.aiff”和“.aif”來識別。但還有一種包含壓縮的格式變體,稱為 AIFF-C,其副檔名為「.aifc」。

數位音訊格式:WMA

這個名稱來自其名稱Windows Media Audio的縮寫,正如我們所提到的,它是 Microsoft 公司專有的音樂檔案格式。這種格式的基本特徵之一是,以 WMA 格式壓縮的檔案比 MP3 小,因此它們的品質會下降,儘管它保留了某些參數來保證資料的完整性及其品質。

這就是為什麼 Windows Media Audio 被認為是一種有損音訊壓縮格式,儘管由於其廣泛傳播(尤其是在網路上),它仍然是 MP3 的主要功能之一。

一般來說,它是一種通常在各種網站上用於預覽或採樣音樂的格式,但它也通常合併到某些型號的便攜式數位音樂播放器中。

另一方面,多年來它一直是 Windows 作業系統中音訊相關任務的最佳格式,預設包括 Windows Media Player。

值得注意的是,由於其頻繁使用,近年來大多數 PC 音訊播放器都包含必要的編解碼器以允許 WMA 播放。

然而,就數位音訊格式而言,MP3 仍然是市場的領導者,因為 WMA 由於其保護版權和版權的安全基礎設施而未能引起用戶的注意,因此通常不用於下載P2P 網路。

另一方面,值得一提的是,WMA 與其他兩種格式密切相關,即 Windows Media Video(稱為WMV)和高級串流格式(其縮寫ASF更受歡迎) 。

數位音訊格式:FLAC

FLAC一詞是指英文名稱Free Lossless Audio Codec的縮寫,即免費的無損音訊壓縮編解碼器,這表明我們面臨著一種優先考慮品質而不是檔案大小的音訊格式。

FLAC 在負責 Ogg 專案的社區中嶄露頭角,由於其在音質方面的優勢,最近已成為 WAV 格式最強大的競爭對手之一。


由於 FLAC 的工作原理是避免音訊品質損失,因此它只能將原始聲音檔案的大小減小到原始大小的三分之一,因為它保留了原始檔案中包含的信息,具體取決於要處理的文件。

從這個意義上說,值得一提的是,與其他無損格式一樣,FLAC檔案的最終品質很大程度上取決於音樂風格、其複雜性和聲音多樣性,這些都是檔案本身的特徵。

無論如何,應該注意的是,FLAC 系統是專門為壓縮音訊而設計的,因此產生的檔案通常比原始檔案更小。

簡而言之,FLAC 壓縮系統的作用是從來源檔案中消除某些通常被稱為浪費的數據,而不會造成品質損失。

這種類型的檔案以其“.flac”副檔名而聞名,可由有限的一組具有必要編解碼器的播放器播放。

鮮為人知的數位音訊格式

關於每種場合的理想音訊格式的討論肯定不會錯過提及我們在本文中列出的格式的機會,但是,還有一些具有許多特徵的格式對於提高我們的品質非常有用。但由於某種原因,它們並不為公眾所熟知。

其中一種格式是 AAC,另一種格式是 OGG,如果您有機會,這兩種類型的音訊檔案都可以提供很多功能。

數位音訊格式:AAC

AAC格式的第一個突出特點,例如當我們將其與MP3格式進行比較時,AAC音訊格式能夠產生更小的音訊文件,但具有更高的質量,即具有更好的保真度。

這一事實已經在需要良好音質但佔用相對較小空間的不同實現中使用了很長時間。這就是為什麼 AAC 格式已作為音軌包含在不同的場景中,例如 DVD、藍光和其他光學基材上的電影或串流媒體格式的電影(例如Netflix 或 Pluto TV分發的電影) 。 Apple 公司還使用 AAC 格式作為其所有實現(例如 iTunes 或 iPod)的標準音訊檔案類型。

從技術上講,AAC(高級音訊編碼)格式或其西班牙語翻譯為“高級音訊編碼”,是一種技術規範,它提供了創建音訊檔案的可能性,該音訊檔案使用可變位元率(VBR ),允許將音訊儲存在8 個頻道的取樣率高達 96 kHz,品質高達 1536 Kbps。適用於大多數應用(包括數位電視)的出色音訊品質。


這種音訊格式的壓縮演算法非常高效,即使在極低的比特率下,音訊內容幾乎不會丟失數據,這意味著更好的音質,這對於我們使用它非常有用,例如,作為音訊格式。用於採訪或類似情況的音訊格式,其中音訊品質不是決定性因素,但創建的檔案的大小才是。

然而,正是在這個意義上,除了其經過驗證的音訊品質之外,AAC 音訊格式脫穎而出,它已經能夠提供比其他最著名的有損格式(MP3)小 30% 的檔案。文件類型。

數位音訊格式:OGG

另一種鮮為人知的音訊檔案格式是 OGG,儘管它能夠成為無處不在的 MP3 的有效替代品,但事實是,大多數時候它被許多人(甚至音訊專業人士)忽視。這並不是因為 OGG 是一個新項目,也不是因為它在 1993 年才開始,所以在市場上經驗很少,但也許這只是一個無知的問題。

基本上,OGG 格式是一種免費且開放的容器格式,這意味著無需為其使用支付專利費用,無論是將其包含在硬體和軟體開發中,還是用於編碼或解碼音訊。

OGG 由 Xiph.Org 基金會開發,創建的目的是提供高品質且非常高效的音訊格式,以便將其包含在不同的實現中,而無需為其支付任何類型的許可證。

除了純粹無需支付許可證即可使用它的好處之外,甚至在硬體開發中,OGG 音訊格式還具有多種優勢,例如損耗和品質之間的良好關係。

從這個意義上說,OGG格式與最受歡迎的音訊格式MP3相比,提供了許多優點和功能,甚至超越了MP3格式的功能。一個例子是兩者使用的壓縮程度。

如果我們採用相同品質編碼的兩個音訊文件,則以 OGG 標準編碼的音訊所佔用的空間比以 MP3 編碼的音訊少得多。一些研究表明,從 MP3 編碼檔案的 160 kbps 開始,未經訓練的耳朵不可能區分出與未壓縮來源的差異。另一方面,使用 OGG 格式,只需 128 kbps 即可達到相同的效果。也就是說,在OGG最小的情況下,我們可以用不同的尺寸來實現相同的音訊品質。

此功能允許OGG 編碼的檔案在多種設備上播放,例如計算機和處理能力很小的廉價播放器,就像當今市場上的大多數低階設備一樣。

在這一點上有必要強調的是,OGG 容器格式不僅僅是一種音訊壓縮編解碼器,而且它是真正的多媒體容器,能夠儲存和重複使用多個串流,例如音訊、視訊、文字或元數據,使其成為理想的選擇用作電影或視頻的容器。

為此,使用 Theora 作為視頻格式,它能夠編碼有損視頻,但具有出色的成本效益比,而 Vorbis 音頻格式用於聲音。然而,可以採用其他壓縮格式(例如 Opus 編解碼器、FLAC 格式甚至 OggPCM 格式)對電影串流(即音訊和視訊)進行編碼。


標籤: 音訊視訊

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