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  • 关于中国音视频编码技术标准2006-12-05 04:57 P.M.AVS标准简介

    2008-01-17 14:34:59

    关于中国音视频编码技术标准
    2006-12-05 04:57 P.M.
    AVS标准简介

     

    AVS是中国自主制定的音视频编码技术标准。AVS工作组成立于2002年6月,在短短的一年多时间内,审议了182个提案,先后采纳了41项提案, AVS视频部分于2003年12月定稿。AVS标准以当前国际上最先进的MPEG-4 AVC/ H.264框架为起点,自主制定适合广泛数字视频应用的中国标准,其中强调自主知识产权,同时充分考虑实现难度。

    AVS与MPEG-4 AVC/ H.264标准的主要技术差异包括:8x8整数变换、量化、帧内预测、1/4精度像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等。

    AVS采用整数8x8变换,它可以在16位处理器上无失配地实现,从而克服了MPEG-4 AVC/ H.264之前所有视频压缩编码国际标准中采用的8x8 DCT变换存在失配的固有问题。而MPEG-4 AVC/ H.264所采用的4x4整数变换在高分辨率的视频图像上的去相关性能不及8x8的变换有效。AVS采用了64级量化,可以完全适应不同的应用和业务对码率和质量的要求。目前AVS所采用的8x8变换与量化方案大大降低了芯片的实现难度(即可大大降低芯片功耗,这一点对移动类产品是十分宝贵的)。参照MPEG-4 AVC/ H.264帧内预测的思路,AVS采用帧内预测技术,用相邻块的像素预测当前块,同时采用代表空间域纹理方向的多种预测模式。但AVS亮度和色度帧内预测都是以8x8块为单位的。亮度块采用5种预测模式,色度块采用4种预测模式,而这4种模式中又有3种和亮度块的预测模式相同。在编码质量相当的前提下,AVS采用较少的预测模式,使方案更加简洁、实现的复杂度大为降低。

    帧间运动补偿编码是混合编码技术框架中最重要的部分之一。AVS标准采用了16×16,16×8,8×16和8×8的块模式进行运动补偿,而去除了MPEG-4 AVC/ H.264标准中的8×4,4×8,4×4的块模式,目的是能更好地刻画物体运动,提高运动搜索的准确性。实验表明,对于高分辨率视频,AVS选用的块模式已经能足够精细地表达物体的运动。较少的块模式,能降低运动矢量和块模式传输的开销,从而提高压缩效率、降低编解码实现的复杂度。

    AVS和MPEG-4 AVC/ H.264都采用了1/4像素精度的运动补偿技术。MPEG-4 AVC/ H.264采用6抽头滤波器进行半像素插值并采用双线性滤波器进行1/4像素插值。而AVS采用了不同的4抽头滤波器进行半像素插值和1/4像素插值,在不降低性能的情况下减少插值所需要的参考像素点,减小了数据存取带宽需求,这在高分辨率视频压缩应用中是非常有意义的。

    在传统的视频编码标准(MPEG-x系列与H.26x系列)中,双向预测帧B帧都只有一个前向参考帧与一个后向参考帧,而前向预测帧P 帧则只有一个前向参考帧。而新近的MPEG-4 AVC/ H.264充分地利用图片之间的时域相关性,允许P帧和B帧有多个参考帧,最多可以有31个参考帧。多帧参考技术在提高压缩效率的同时也将极大地增加存储空间与数据存取的开销。AVS中P帧可以利用至多2帧的前向参考帧,而B帧采用前后各一个参考帧,P帧与B帧(包括后向参考帧)的参考帧数相同,其参考帧存储空间与数据存取的开销并不比传统视频编码的标准大,而恰恰是充分利用了必须预留的资源。

    AVS的B帧双向预测使用了直接模式(direct mode)、对称模式(symmetric mode)和跳跃模式(skip mode)。使用对称模式时,码流只需要传送前向运动矢量,后向运动矢量可由前向运动矢量导出,从而节省后向运动矢量的编码开销。对于直接模式,前块的前、后向运动矢量都是由后向参考图像相应位置块的运动矢量导出,无需传输运动矢量,因此也可以节省运动矢量的编码开销。跳跃模式的运动矢量导出方法和直接模式的相同,跳跃模式编码块的运动补偿的残差也均为零,即该模式下宏块只需要传输模式信号,而不需要传输运动矢量、补偿残差等附加信息。

    AVS熵编码采用自适应变长编码技术。在AVS熵编码过程中,所有的语法元素和残差数据都是以指数哥伦布码的形式映射成二进制比特流。采用指数哥伦布码的优势在于:一方面,它的硬件复杂度比较低,可以根据闭合公式解析码字,无需查表;另一方面,它可以根据编码元素的概率分布灵活地确定以k阶指数哥伦布码编码,如果k选得恰当,则编码效率可以逼近信息熵。

    对预测残差的块变换系数,经扫描形成(level、run)对串,level、run不是独立事件,而存在着很强的相关性,在AVS中level、run采用二维联合编码,并根据当前level、run的不同概率分布趋势,自适应改变指数哥伦布码的阶数。

    AVS-视频目前定义了一个档次(profile)即基准档次。该基准档次又分为4个级别(level),分别对应高清晰度与标准清晰度应用。与MPEG-4 AVC/ H.264的baseline profile相比,AVS-视频增加了B帧、interlace等技术,因此其压缩效率明显提高,而与MPEG-4 AVC/ H.264的main profile相比,又减少了CABAC等实现难度大的技术。

    AVS标准的主要特点是应用目标明确,技术有针对性。因此在高分辨率应用中,其压缩效率明显比现在在数字电视、光存储媒体中常用的MPEG-2视频提高一个层次。在压缩效率相当的前提下,又较MPEG-4 AVC/ H.264的 main profile的实现复杂度大为降低。

    目前的AVS视频技术可实现标准清晰度(CCIR 601或相当清晰度)、低清晰度(CIF、SIF)等不同格式视频的压缩,但针对此类应用的压缩效率还有待提高,这应当是AVS视频下一步的工作重点。

    二、AVS面临的机遇与挑战

    数字音视频编解码标准是数字音视频产业的基础标准,在广电、电信和消费类电子产品等领域具有巨大的产业需求。跨入新世纪以来,随着编解码技术本身的进步和芯片集成度和计算速度的迅速提高,数字音视频编解码技术标准面临更新换代的历史性机遇。在数字电视、高清晰度视盘、流媒体和多媒体通信这个即将来临的产业大潮中,AVS 标准为我国构建“技术-专利-标准-芯片与软件-整机与系统制造-数字媒体网络”的产业链提供了难得机遇。

    中国数字音视频产业的市场是非常庞大的,而在市场经济的浪潮中,企业追求的是快速高效的市场占有率和利润。在MPEG-4 AVC/ H.264与AVS标准的选择上,企业看中的是技术的成熟与可靠(实质上是成熟可靠的专用芯片及完整的系统解决方案)。AVS应当首先在这方面下功夫,以便在相关行业造成既成事实的行业标准,同时力争将其纳入国际标准。AVS产业联盟首次筹备会的召开,意味着各企业将组织起来,把有限的资金通过分工合作的方式在AVS方面组成完整的产业链,使我国的音视频产业少受制约。通过AVS产业联盟,获取国家更多的支持;同时通过联盟的内部规则和约束手段,尽量规范市场、避免恶性竞争。

    AVS工作组组长高文介绍说,2005年以前,是AVS的产业化推进期,AVS编解码器软件已经实现,在此基础上,AVS卫星端到端直播系统已经在鑫诺卫星上试播成功。2005~2008年,是AVS的增长成熟期,从2005年开始,计划AVS解码器年部署量超过1000万台。2008~2015年,是AVS的平稳期,在此期间,AVS解码设备年均产量将达到4000万。

    据估计,2004年到2012年,中国国内将会销售4亿台数字电视机(含机顶盒)和激光视盘机,如按照MPEG-2每台设备需要交2.5美元的专利使用费,我国相关企业将会需要付出近10亿美元的代价。而加速推进AVS的产业化可以节省相当可观的MPEG-2专利费,从技术上来看,如果利用MPEG-2技术传送高清晰电视需占20M带宽,用AVS技术传送同样质量的节目只要8Mbit/s带宽。如果利用现有MPEG-2技术,现有DVD盘片只能存二十几分钟的高清节目,而利用AVS技术,单张DVD盘片可放一部高清电影。AVS的产业化不仅可以节省相当可观的专利费,还能节省信道资源和光盘存储资源,为我国数字电视等音视频产业和相关芯片产业提供跨越发展的技术源头,让我国AV产业在竞争中直起腰杆。中国AVS工作组首席顾问、美国MPEG前视频组组长CliffReader先生公开表示,中国AVS将是世界第一个高清DVD标准、第一个高效编码高清数字电视标准。

    AVS标准是一个极具战略性的领域,它会影响到从多媒体数字信号编解码器芯片和移动网络到数字电视、高清晰度光盘和宽带网络应用程序等等重大关键数字音视频前端系统与信息家电产业。AVS标准包括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要技术标准和一致性测试等支撑标准。最初的应用领域主要有两个。首先是新一代EVD,也被称作EVD2。这种光盘规格处理的是1080p格式视频图像。另一个就是中国的卫星电视。将用于中国计划明年开通的卫星电视(DBS),有关将AVS用于3G移动通信系统的研究工作最近已经开始。

    三、AVS的发展是一个系统工程

    AVS标准的制定在整个产业链中是龙头地位,可以带动整个产业链的发展,标准化是为了规范不同设备制造商的产品实现互通和兼容,是支持社会化大生产的一种重要机制。制定我国的AVS视频标准,今后生产DVD、数字电视、手机、多媒体通信及视讯会议等新兴音视频产品的企业不用再因技术和专利使用费等受制于人。

    我们要充分认识到一个标准的制定是否能取得预期的成功会受到很多因素的影响,它的发展是一项系统工程。现代市场经济使得企业在做决策时非常实际,政府的干预只能在一定的限度内。只有当AVS标准及相关核心芯片和系统与当前MPEG-4 AVC/ H.264标准相比具备充分的优势时,才能赢得众多整机生产厂商的青睐。

    AVS的发展速度始终是一个关键性因素,许多生产厂商决不愿意做冒险尝试,他们希望有成熟稳定的芯片和系统设计。一旦选定一项,很难再下决心重新选择新的芯片和系统设计,除非能充分证明新系统有很好的性能稳定性,并能从中获得极大的利润空间。这就要求AVS标准在产业的发展初期就能迅速占领尽可能大的市场份额,从而更好地促进AVS标准的发展。在“技术-专利-标准-芯片与软件-整机与系统制造-数字媒体网络”的产业链中,任何一个环节的变化都会影响到AVS标准的发展,应当把它看成是一项系统工程,抓好每个环节,统筹考虑,全面发展。

  • 音频视频基础知识学习

    2008-01-17 14:33:26

    音频视频基础知识学习
    2007-09-04 23:40
    音频编解码格式
    *MPEG Audio Layer 1/2
    *MPEG Audio Layer 3(MP3)
    *MPEG2 AAC
    *MPEG4 AAC
    *Windows Media audeo v1/v2/7/8/9
    *RealAudio cook/sipro(real media series)
    *RealAudio AAC/AACPlus(real media series)
    *QDesign Music 2(apple series)
    QDesign 公司开发的用于高保真高压缩率的编码方式,类似于MP3,不过比MP3要先进。支持流式播放.
    *Apple MPEG-4 AAC(apple series)
    *ogg(ogg vorbis音频)
    *AC3(DVD 专用音频编码)
    *DTS(DVD 专用音频编码)
    *APE(monkey’s 音频)
    *AU(sun 格式)
    *FLAC(fress lossless 音频)
    *M4A(mpeg-4音频)(苹果改用的名字,可以改成.mp4)
    *MP2(mpeg audio layer2音频)
    *MWA
    视频编解码格式
    *MPEG1(VCD)
    *MPEG2(DVD)
    *MPEG4(divx,xvid)
    *MPEG4 AVC/h.264
    *h.261
    *h.262
    *h.263
    *h.263+
    *h.263++
    *MPEG-4 v1/v2/v3(微软windows media系列)
    *Windows Media Video 7/8/9/10
    *Sorenson Video 3(用于QT5,成标准了)(apple series)
    *RealVideo G2(real media series)
    *RealVideo 8/9/10(real media series)
    *Apple MPEG-4(apple series)
    *Apple H.264(apple series)
    *flash video
    音、视频文件格式
    *说明:首先要分清楚媒体文件编码的区别:文件是既包括视频又包括音频、甚至还带有脚本的一个集合,也可以叫容器;文件当中的视频和音频的压缩算法才是具体的编码
    *AVI
            音视频交互存储,最常见的音频视频容器。支持的视频音频编码也是最多的
    *MPG
    MPEG编码采用的音频视频容器,具有流的特性。里面又分为 PSTS 等,PS 主要用于 DVD 存储,TS 主要用于 HDTV
    *VOB
    DVD采用的音频视频容器格式(即视频MPEG-2,音频用AC3或者DTS),支持多视频多音轨多字幕章节等。
    *MP4
             MPEG-4编码采用的音频视频容器,基于 QuickTime MOV 开发,具有许多先进特性。
    *3GP
             3GPP视频采用的格式,主要用于流媒体传送。
    *ASF
             Windows Media 采用的音频视频容器,能够用于流传送,还能包容脚本等。
    *RM
             RealMedia 采用的音频视频容器,用于流传送。
    *MOV
    QuickTime 的音频视频容器,恐怕也是现今最强大的容器,甚至支持虚拟现实技术,Java 等,它的变种 MP4,3GP都没有这么厉害。
    *MKV
    MKV 它能把 Windows Media VideoRealVideoMPEG-4 等视频音频融为一个文件,而且支持多音轨,支持章节字幕等。
    *WAV
    一种音频容器(注意:只是音频),大家常说的 WAV 就是没有压缩的 PCM 编码,其实 WAV 里面还可以包括 MP3 等其他 ACM 压缩编码。
    音、视频技术
    VCD
    DVD
    DVD目录是如何工作的
    Audio CD
    *标准CD格式也就是44.1K的采样频率,速率88K/秒,16位量化位数
    *.cda格式,这就是CD音轨了,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
    MP3
    *MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩,MPEG3音频编码具有101~121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12KHz16KHz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
    *MP3格式压缩音乐的采样频率有很多种,可以用64Kbps或更低的采样频率节省空间,也可以用320Kbps的标准达到极高的音质
    *每分钟音乐的MP3格式只有1MB左右大小
    MIDI
    经常玩音乐的人应该常听到MIDI(Musical Instrument Digital Interface)这个词,MIDI允许数字合成器和其他设备交换数据。MID文件格式由MIDI继承而来。MID文件并不是一段录制好的声音,而是记录声音的信息,然后在告诉声卡如何再现音乐的一组指令。这样一个MIDI文件每存1分钟的音乐只用大约5~10KB。今天,MID文件主要用于原始乐器作品,流行歌曲的业余表演,游戏音轨以及电子贺卡等。*.mid文件重放的效果完全依赖声卡的档次。*.mid格式的最大用处是在电脑作曲领域。*.mid文件可以用作曲软件写出,也可以通过声卡的MIDI口把外接音序器演奏的乐曲输入电脑里,制成*.mid文件
    WMA:
    *WMA的压缩率一般都可以达到118左右,WMA的另一个优点是内容提供商可以通过DRMDigital 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
    * 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
    以文件名标识识别音频编码格式
    *.aac
    音频编码:aac
    *.ac3
    音频编码:ac3
    *.ape
    *.au
    音频编码:pcm_s16be
    *.m4a
    音频编码:mpeg4 aac
    *.mp2
    *.mp3
    *.ogg
    音频编码:vorbis
    *.wav
    音频编码:pcm_s16le
    *.flav
    *.wma
    音频编码:wma7x
    以文件名标识识别音频编码格式
    1.*.MP4 (MP4 MPEG-4视频)
    视频编码:mpeg4
    音频编码:mpeg4 aac
    2.*.3gp (3GPP 第三代合作项目)
    视频编码:mpeg4
    音频编码:amr_nb((mono, 8000 Hz, Sample Depth 16 bit, bitrate 12 kbps)
    3.*.3g2 (3GPP 第三代合作项目2)
    视频编码:mpeg4
    音频编码:mpeg4 aac
    4.*.asf (ASF 高级流格式)
    视频编码:msmpeg4
    音频编码:mp3
    5.*.avi (AVI 音视频交错格式)
    视频编码:mpeg4
    音频编码:pcm_s161e
    6.*.avi (divx 影片)
    视频编码:mpeg4
    音频编码:mp3
    7.*.avi(xvid 视频)
    视频编码:Xvid
    音频编码:mp3
    8.*.vob (DVD)
    视频编码:mpeg2 video
    音频编码:ac3
    9.*.flv (flash 视频格式)
    视频编码:
    音频编码:mp3
    10.*.mp4 (iPod 320*240 MPEG-4 视频格式)
    视频编码:mpeg4
    音频编码:mpeg4 aac
    11.*.mp4(iPod video2 640*480 MPEG-4 视频格式)
    视频编码:mpeg4
    音频编码:mpeg4 aac
    12.*.mov (MOV 苹果quicktime 格式)
    视频编码:mpeg4_qt
    音频编码:mpeg4 aac_qt
    13.*.mpg (mpeg1影片)
    视频编码:mpeg1 video
    音频编码:mp2
    14.*.mpg (mpeg2 影片)
    视频编码:mpeg2 video
    音频编码:mp2
    15.*.mp4 (mpeg4 avc 视频格式)
    视频编码:h.264
    音频编码:mpeg4 aac
    16.*.mp4 (PSP mpeg4 影片)
    视频编码:Xvid
    音频编码:mpeg4 aac
    17.*.mp4 (PSP AVC 视频格式)
    视频编码:h.264
    音频编码:mpeg4 aac
    18.*.rm (RM realvideo)
    视频编码:rv10
    音频编码:ac3
    19.*.mpg (超级VCD)
    视频编码:mpeg2 video
    音频编码:mp2
    20.*.swf (SWF 格式)
    视频编码:
    音频编码:mp3
    21.*.mpg (video CD 格式)
    视频编码:mpeg1 video
    音频编码:mp2
    22.*.vob (mpeg2 ps格式)
    视频编码:mpeg2 video
    音频编码:ac3
    23.*.wmv(windows 视频格式)
    视频编码:wmv3x
    音频编码:wma7x
  • 几种视频格式比较

    2008-01-17 14:05:27

    几种视频格式比较

    2006-12-30 19:12:51 / 个人分类:其他相关

    格式解析
    AVI Windows 3.X时代开始,AVI就成为主流视频格式,其地位好比音频格式中的WAV。在AVI文件中,视频信息和伴音信息是分别存储的,因此可以把一段AVI文件中的视频与另一个AVI文件中的伴音合成在一起。AVI文件结构不仅解决了音频和视频的同步问题,而且具有通用和开放的特点。它可以在任何Windows环境下工作,很多软件都可以对AVI视频直接进行编辑处理。

    尽管AVI拥有兼容性好、调用方便、图象质量优良等特点,然而其缺点也是显而易见的,这就是AVI文件太过庞大。另外AVI还存在2GB4GB的容量限制(FAT32文件系统)。

    MPEG-VCD MPEG-应该是大家接触最多的视频格式,VCD就采用这一编码方式。PAL 制式的MPEG- 的分辨率为 352?40,稍强于VHS画质,而且可以将大约74分钟左右的MPEG-文件存储在一张容量为650MB的光盘中,因而得以大规模普及。

    不过以现今的眼光来看,MPEG-无论是画质还是文件大小方面都难以令人满意,因此逐渐被其它先进编码格式取代也是必然的趋势。

    MPEG-DVD MPEG-MPEG-的基础上将画质大幅提升,PAL制式的标准MPEG-分辨率高达720?76分辨率。此外,MPEG-在编码时使用了帧间压缩和帧内压缩两种方式,并且通过运动补偿等技术来改善画质。

    从清晰度来看,MPEG-几乎是无可挑剔的,但是MPEG-也并非十全十美。由于MPEG-没能在压缩技术上有所突破,因此其数据量比MPEG-更大,在DVD刻录机没有普及之前难以用于个人制作。此外,MPEG-的压缩数据的码流比较特殊性,各种编辑软件无法随机访问,因此在进行非线性编辑时会导致素材搜索很迟缓。更为重要的是,MPEG-过大的编解码必须依赖强大的处理芯片。

    MPEG4DivXXviDWMV9 MPEG4可谓是目前最热门的视频格式了,被称为DVD 杀手。MPEG4的画质细腻、音效动感逼真,视听效果接近DVD水平。而且在保证图像质量相同的情况下,采用MPEG4编码的文件大小可达到原DVD影音文件的1/3左右。更为重要的是,MPEG4的编码率可以自由设定,让用户轻松地在画质与体积之间选择。

    目前常见的MPEG4编码技术可以分为DivXXviD以及Microsoft MPEG4 V3Microsoft MPEG4 V3编码主要被用于ASF文件,基本上不对DVD构成任何威胁。令人感到意外的是,MicrosoftMPEG4进行修改推出了WMV,目前已经渐成气候。随着Windows Media Encoder9的推出 WMV9将会提供接近DVD的画质,而且在版权保护上煞费苦心。

    DivXXviD将矛头直指DVD,它们都具备动态补偿、视觉心理智能压缩等功能,而且还可以配合字幕功能实现等同于DVD电影的效果。在视频采集时,DivXXviD编码对于系统性能的要求并不高,数据量的降低可以明显减轻CPU与磁盘系统的负担。目前DivXXviD的编码解码器都是免费的,因此大受欢迎。

    RealMedia RealMedia 应该说是最流行的网络流媒体格式之一了,正是它的诞生,才使得网络视频得以广泛应用。令人惊叹的是,在用 56K Modem拨号上网的条件下,RM依旧可以实现不间断地视频播放。此外,RM类似于MPEG4,可以自行设定编码速率,而且也具备动态补偿,在512Kbps以上的编码速率时,RM的画质高于VCD。但是,在相同的编码速率下,RM的画质还是不如MPEG4

    为了改变RealMedia适合高画质视频存储的缺陷,Real公司推出了RMVB格式。VBVBR,是Variable Bit Rate(可改变比特率)的英文缩写。影片的里静止画面和运动画面对压缩比率的要求是不同的,如果始终保持固定的比特率,会对文件容量造成浪费,而且在大动态视频场面时画质不佳。

    RMVB打破了原先RM格式那种自始自终保持固定压缩比的方式,引入了动态压缩比率,将较高的比特率用于复杂的动态画面(歌舞、飞车、战争等),而在静态画面时则灵活地转为较低的编码率,合理地利用了比特率资源。这样在平均编码率不变的情况下,可以进一步改善视频画质。

    MOV MOV是由Apple公司主推的视频格式,可通用于MAC系统与PC平台。MOV格式的视频文件可以采用不压缩或压缩的方式,其压缩算法包括CinepakIntel Indeo Video R3.2 Video编码。虽然普通人对MOV格式的文件接触不太多,但MOV在视频编辑时还是具有很重要的意义。Adobe公司的专业级多媒体视频处理软件AfterEffectPremiere都在底层支持MOV,允许直接编辑。客观而言,昔日辉煌的MOV已经不复当年之勇,也不适合作为视频文件输出的最终载体.

  • 几种常见的音频文件比较

    2008-01-17 14:04:28

    几种常见的音频文件比较

    2006-12-30 19:09:20 / 个人分类:其他相关

    CD格式:天籁之音

    当今世界上音质最好的音频格式是什么?当然是CD了。因此要讲音频格式,CD自然是打头阵的先锋。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。标准CD格式也就是44.1K的采样频率,速率88K/秒,16位量化位数,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,因此如果你如果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。

    WAV:无损的音乐

    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。

    这里顺便提一下由苹果公司开发的AIFF(Audio Interchange File Format)格式和为UNIX系统开发的AU格式,它们都和和WAV非常相像,在大多数的音频编辑软件中也都支持它们这几种常见的音乐格式。

    MP3:流行的风尚

    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,因为MP3没有版权保护技术,说白了也就是谁都可以用。

    MP3格式压缩音乐的采样频率有很多种,可以用64Kbps或更低的采样频率节省空间,也可以用320Kbps的标准达到极高的音质。我们用装有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3的 MP3编码器(现在效果最好的编码器)MusicMatch Jukebox 6.0在128Kbps的频率下编码一首3分钟的歌曲,得到2.82MB的MP3文件。采用缺省的CBR(固定采样频率)技术可以以固定的频率采样一首歌曲,而VBR(可变采样频率)则可以在音乐“忙”的时候加大采样的频率获取更高的音质,不过产生的MP3文件可能在某些播放器上无法播放。我们把VBR的级别设定成为与前面的CBR文件的音质基本一样,生成的VBR MP3文件为2.9MB。

    MIDI:作曲家的最爱

    经常玩音乐的人应该常听到MIDI(Musical Instrument Digital Interface)这个词,MIDI允许数字合成器和其他设备交换数据。MID文件格式由MIDI继承而来。MID文件并不是一段录制好的声音,而是记录声音的信息,然后在告诉声卡如何再现音乐的一组指令。这样一个MIDI文件每存1分钟的音乐只用大约5~10KB。今天,MID文件主要用于原始乐器作品,流行歌曲的业余表演,游戏音轨以及电子贺卡等。*.mid文件重放的效果完全依赖声卡的档次。*.mid格式的最大用处是在电脑作曲领域。*.mid文件可以用作曲软件写出,也可以通过声卡的MIDI口把外接音序器演奏的乐曲输入电脑里,制成*.mid文件。

    WMA:最具实力的敌人

    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。

    RealAudio流动的旋律

    RealAudio主要适用于在网络上的在线音乐欣赏,现在大多数的用户仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem,所以典型的回放并非最好的音质。有的下载站点会提示你根据你的Modem速率选择最佳的Real文件。现在real的的文件格式主要有这么几种:有RA(RealAudio)、RM(RealMedia,RealAudio G2)、RMX(RealAudio Secured),还有更多。这些格式的特点是可以随网络带宽的不同而改变声音的质量,在保证大多数人听到流畅声音的前提下,令带宽较富裕的听众获得较好的音质。

    近来随着网络带宽的普遍改善,Real公司正推出用于网络广播的、达到CD音质的格式。如果你的RealPlayer软件不能处理这种格式,它就会提醒你下载一个免费的升级包。许多音乐网站如http://www.emusic.com 提供了歌曲的Real格式的试听版本。现在最新的版本是RealPlayer 9.0,第39期《电脑报》也对RealPlayer 9.0作了详细的介绍,这里不再赘述。

    VQF:末日黄花

    雅马哈公司另一种格式是*.vqf,它的核心是减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩比,可以说技术上也是很先进的,但是由于宣传不力,这种格式难有用武之地。*.vqf可以用雅马哈的播放器播放。同时雅马哈也提供从*.wav文件转换到*.vqf文件的软件。

    以上给大家介绍了常见的音频文件格式,那么,我已经有了一张CD光盘或是一个WAV文件,,怎么才能转换成其它的文件格式呢?接下来给大家介绍音频文件格式之间的转换问题。

    一,*.CDA格式转换成*.WAV格式

    要想把*.CDA格式的文件转换成WAV格式的声音文件就需要使用抓音轨软件了,所谓的抓音轨过程就是*.CDA转换成*.WAV格式文件的过程,现在国内我们使用的转换软件素质都不是很好,大路货的超级解霸类等进行抓音轨和声音文件格式转换的时候,声音文件的高频损失很厉害,声音会变得尖锐难听,可以说抓音轨直接影响着最后的声音文件质量。

    现在抓音轨软件效果最好的当属EAC,吐血推荐使用,可以基本上做到无损抓音轨,这是个免费的自由软件,现在的版本是V0.9,文件大小2.00MB,下载地址在短歌行,软件的界面如图所示

    二,*.WAV格式转换成*.MP3格式

    这个转换过程中声音文件的质量关键在于MP3的编码器,MP3编码器之中音质最好的当属MP3规范制定者Fraunhofer IIS小组开发的Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3编码器,这个编码器在CBR(静态流量编码)上,特别是128Kbps采样频率上的表现是无与伦比的,现在装有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3编码器的音频编辑软件有Cooledit (2000) Pro、美国Macromedia公司出品的Sound Forge以及功能更加强大的SAM等等,使用上也很简捷,使用Cooledit Pro的界面如图

    我们只要打开需要进行格式转换的音乐文件,然后在Cooledit Pro的工作区里选择全部文件,然后选择文件菜单里面的Save as另存为MP3格式就可以了。

    三,*.WAV、*.MP3格式转换成*.RA格式

    在Cooledit Pro的另存选项中,如图

    图一

    我们在Cooledit Pro的另存为选项中可以看到另存为Ra格式的时候,声音文件的选项很多,适合各种速率线路情况,非常的方便,只要选择合适的线路就可以把WAV、MP3这样常见的声音文件转换成流媒体格式的*.RA格式的声音文件。

    四,*.WAV、*.MP3格式转换成*.WMA格式

    强大的Cooledit Pro只支持RealNetwork的G2和Realmedia,并不支持微软的WMA格式,需要插件才能完成转换成WMA。不能不说是个遗憾,怎么办呢?我们来看看来自于美国Macromedia公司的另外一款功能强大的音频编辑和处理软件Sound Forge,相信大家已经是久闻大名了,同样的,我们在Sound Forge的另存为选择项里可以看到Realmedia的Ra格式,比起Cooledit Pro多出了WMA选项,如图

    操作方法是一样的,也是先在工作区里选择全部的声音文件,然后另存为WMA-流媒体格式文件,Sound Forge比其Cooledit Pro还多出了添加声音文件索引信息的功能,你可以把有关的信息添加在声音文件里,比如作者、版权等等。

    五,*.MIDI格式转换成*.WAV、*.MP3格式

    MIDI格式的转换可有点儿麻烦,大多数的音频编辑软件都不支持MIDI格式,这就需要请出重量级选手-著名的多音轨编辑软件Samplitude,如图

    Samplitude可以打开并编辑MIDI文件,而且在Samplitude的音乐输出选项里可谓是多种多样,支持更多的音频格式,我们可以很方便的把MIDI文件转换成需要的格式,需要提醒大家注意,SAM的系统资源占用率比较高,请低配置的朋友们小心使用,要不然多了几轨机器就跑不动了。

  • 改作WEB測試,迷茫中

    2007-10-17 11:50:05

    何去何從呢
  • msn: cmjiangwei@126.com

    2007-04-11 09:13:52

    同样我选择 software testing , glad to know u 

    现在北京, 很高兴和你交流

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  • 更新时间: 2008-01-17

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