1.6 数字音频的常见格式

1.6.1 一般的数字音频格式

1.波形音频文件WAV

WAV是Microsoft Windows本身提供的一种音频格式，由于Windows本身的影响力，这个格式已经成为了事实上的通用音频格式。通常，使用WAV格式都是用来保存一些没有压缩的音频，但实际上WAV格式的设计是非常灵活（非常复杂）的，该格式本身与任何媒体数据都不冲突，之所以能这样，是因为WAV文件里面存放的每一块数据都有自己独立的标识，通过这些标识可以告诉用户究竟这是什么数据。在Windows平台上通过ACM（Audio Compression Manager）结构及相应的驱动程序（在这里通常称为CODEC，编码/解码器），可以在WAV文件中存放超过20种的压缩格式，比如ADPCM、GSM、CCITT G.711和G.723等。

目前所有的音频播放软件和编辑软件都支持这一格式，并将该格式作为默认文件保存格式之一。

标准格式的WAV文件和C D格式一样，也是44.1kHz的采样频率，16位量化位数。

WAV文件的特点是：声音再现容易，占用存储空间大，用Windows播放器播放。

2.MPEG音频文件（.mp1/.mp2/.mp3）

按照MPEG-1Audio Layer3标准压缩的文件，是目前最流行的音乐文件格式。

MPEG Audio Layer 指的是 MPEG标准音频层，共分3层（即MPEG Audio Layer1/2/3），分别对应MP1、MP2和MP3。MP1和MP2的压缩比分别为4∶1和6∶1～8∶1，MP3的压缩比则达到10∶1～12∶1。

MP3是 Fraunhofer-IIS 研究所的研究成果。MP3是第一个实用的有损音频压缩编码。在MP3出现之前，一般的音频编码即使以有损方式进行压缩能达到4∶1的压缩比例已经非常不错了。但是，MP3可以实现12∶1的压缩比例，这使得MP3迅速流行起来。

衡量MP3文件的压缩比例通常使用比特率来表示。这个术语的英文是bps（bit per second），表示每1秒钟的音频可以用多少个二进制比特来表示。通常比特率越高，压缩文件就越大，但音乐中获得保留的成分就越多，音质就越好。由于比特率与文件大小音质的关系，所以后来又出现了vbr（Variant Bitrate，可变比特率）方式编码的MP3，这种编码方式的特点是可以根据编码的内容动态地选择合适的比特率，因此编码的结果是在保证了音质的同时又照顾了文件的大小，结果大受欢迎。由于 MP3是世界上第一个有损压缩的编码方案，所以可以说所有的播放软件都支持它。

MP3之所以能够达到如此高的压缩比例同时又能保持相当不错的音质，是因为利用了知觉音频编码技术。MP3压缩原理为：把声音中人耳听不见或无法感知的信号滤除，并大幅减少声音数字化后所需的储存空间。

用 MP3压缩算法来处理音乐，是属于破坏性压缩，也因为如此，才能达到高压缩比的目的，而使用破坏性压缩法的结果是，还原音效时难免会造成少许失真，但这些失真是在人耳可接受的范围内，不过相对的，取样率减少、压缩比过于提高时，产生的失真将会更多。

MP3文件的特点为：文件占用空间小，声音质量却无明显下降。

3.MP3pro

为了使MP3能在未来仍然保持生命力，Fraunhofer-IIS研究所连同Coding Technologies 公司和法国的Thomson multimedia公司共同推出了MP3pro。

这种格式与之前的MP3相比最大的特点是能在低达64kbps的比特率下仍然能提供近似CD的音质（MP3是128K）。该技术称为SBR（Spectral Band Replication），它在原来MP3技术的基础上专门针对原来 MP3技术中损失了的音频细节进行独立编码处理并捆绑在原来的MP3数据上，在播放的时候通过再合成而达到良好的音质效果。

MP3pro格式与MP3是兼容的，所以它的文件类型也是MP3。MP3pro播放器可以支持播放MP3pro或者MP3编码的文件；普通的MP3播放器也可以支持播放MP3pro编码的文件，但只能播放出MP3的音质。但是，虽然MP3pro是一种优秀的技术，由于技术专利费用的问题，以及其他技术提供商比如Microsoft的竞争，MP3pro并没有得到很大的流行。

4.Ogg Vorbis

Ogg Vorbis是一种音频压缩格式，类似于MP3等现有的通过有损压缩算法进行音频压缩的音乐格式。但有一点不同的是，Ogg Vorbis格式是完全免费、开放源码且没有专利限制的。Vorbis是这种音频压缩机制的名称，而Ogg则是一个计划的名字，该计划意图设计一个完全开放源码的多媒体系统。开放源代码能为用户在经济上带来收益，这一点很多人都知道了，但不能忘记的是，Ogg Vorbis的技术也非常好。Ogg Vorbis文件的扩展名是.ogg。