音视频-编/解码概念

2021-04-15  本文已影响0人  li_礼光

编码(Encode)

PCM

PCM数据可以理解为是:未经压缩的原始音频数据,体积比较大,为了更便于存储和传输,一般都会使用某种音频编码对它进行编码压缩,然后再存成某种音频文件格式。

压缩分为无损压缩和有损压缩。

无损压缩

  • 解压后可以完全还原出原始数据
  • 压缩比小,体积大

有损压缩

  • 解压后不能完全还原出原始数据,会丢失一部分信息
  • 压缩比大,体积小
  • 压缩比越大,丢失的信息就越多,还原后的信号失真就会越大
  • 一般是通过舍弃原始数据中对人类听觉不重要的部分,达成压缩成较小文件的目的

压缩比 = 未压缩大小 / 压缩后大小


解码(Decode)

当需要播放音频时,得先解码(解压缩)出PCM数据,然后再进行播放。

解码

常见的音频编码和文件格式

需要注意的是:音频文件格式并不等于音频编码。比如:

WAV只是一种文件格式,并不是一种编码

FLAC既是一种文件格式,又是一种编码

常见的音频编码和文件格式:
名称 无损压缩 文件扩展名
Monkey's Audio ✔️ .ape
FLAC(Free Lossless Audio Codec) ✔️ .flac
ALAC(Apple Lossless Audio Codec) ✔️ .m4a/.caf
MP3(MPEG Audio Layer III) .mp3
WMA(Windows Media Audio) .wma
AAC(Advanced Audio Coding) .acc/.mp4/.m4a
Vorbis .ogg
Speex .spx
Opus .opus
Ogg .ogg
WAV(Waveform Audio File Format) .wav
AIFF(Audio Interchange File Format) .aiff、.aif

无损

Monkey's Audio

Monkey's Audio,是一种无损的音频编码和文件格式,文件扩展名为.ape,压缩率一般在55%左右。

FLAC

FLAC(Free Lossless Audio Codec),是一种无损的音频编码和文件格式,文件扩展名为.flac。虽然压缩率稍有不及Monkey's Audio,但FLAC技术更先进,占用资源更低,有更多的平台及硬件产品支持FLAC。

ALAC

ALAC(Apple Lossless Audio Codec),是由Apple开发的一种无损的音频编码,文件扩展名为.m4a.caf

有损

MP3

MP3(MPEG Audio Layer III),是非常流行的一种有损音频编码和文件格式,文件扩展名为.mp3

  • 第1版是:MPEG-1 Audio Layer III,属于国际标准ISO/IEC 11172-3
  • 第2版是:MPEG-2 Audio Layer III,属于国际标准ISO/IEC 13818-3
  • 第3版是:MPEG-2.5 Audio Layer III,并不是由MPEG官方开发的,不是公认的标准

WMA

WMA(Windows Media Audio),是由Microsoft开发的音频编码和文件格式,文件扩展名为.wma。包括4种类型:

  • WMA:原始的WMA编解码器,作为MP3的竞争者,属于有损音频编码
  • WMA Pro:支持更多声道和更高质量的音频,属于有损音频编码
  • WMA Lossless:属于无损音频编码
  • WMA Voice:属于有损音频编码

AAC

AAC(Advanced Audio Coding),是由Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、Sony、Nokia等公司共同开发的有损音频编码和文件格式,压缩比通常为18:1。

AAC被设计为MP3格式的后继产品,通常在相同的比特率下可以获得比MP3更高的声音质量,是iPhone、iPod、iPad、iTunes的标准音频格式。

AAC编码的文件扩展名主要有3种:

  • .acc:传统的AAC编码,使用MPEG-2 Audio Transport Stream(ADTS)容器
  • .mp4:使用了MPEG-4 Part 14的简化版即3GPP Media Release 6 Basic(3gp6)进行封装的AAC编码
  • .m4a:为了区别纯音频MP4文件和包含视频的MP4文件而由Apple公司使用的扩展名
  • Apple iTunes对纯音频MP4文件采用了.m4a文件扩展名
  • M4A的本质和音频MP4相同,故音频MP4文件可以直接更改文件扩展名为.m4a

Vorbis

Vorbis,是由Xiph.Org基金会开发的一种有损音频编码。通常以Ogg作为容器格式,所以常合称为Ogg Vorbis,文件扩展名为.ogg

Speex

Speex,是由Xiph.Org基金会开发的一种有损音频编码和文件格式,文件扩展名为.spx

Opus

Opus,是由Xiph.Org基金会开发的一种有损音频编码和文件格式,文件扩展名为.opus。用以取代Vorbis和Speedx。经过多次盲听测试,在任何给定的比特率下都比其他标准音频格式具有更高的质量,包括MP3、AAC。

文件格式

Ogg

Ogg是一种多媒体文件格式,由Xiph.Org基金会所维护,可以纳入各式各样的音视频编码(音频、视频都可以),文件扩展名常为.ogg
Ogg常用的音频编码有:

  • 有损压缩:Speex、Vorbis、Opus
  • 无损压缩:FLAC
  • 未压缩:PCM

参考 : 【秒懂音视频开发】07_重识音频

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