音頻檔案格式專指存放音頻數據的檔案的格式。存在多種不同的格式。
基本介紹
- 中文名：音頻檔案格式
- 領域：計算機
簡介,歷史,非壓縮的數據格式,無損壓縮的數據格式,有損壓縮的數據格式,多聲道格式,
簡介
一般獲取音頻數據的方法是：採用固定的時間間隔，對音頻電壓採樣（量化），並將結果以某種解析度（例如：CDDA每個採樣為16比特或2位元組）存儲。採樣的時間間隔可以有不同的標準，如CDDA採用每秒44100次；DVD採用每秒48000或96000次。因此，採樣率，解析度和聲道數目（例如立體聲為2聲道）是音頻檔案格式的關鍵參數。
需要分清楚的是音頻檔案和編解碼器不同。儘管一種音頻檔案格式可以支持多種編碼，例如AVI檔案格式，但多數的音頻檔案僅支持一種音頻編碼。
有兩類主要的音頻檔案格式：
有損檔案格式是基於聲學心理學的模型，除去人類很難或根本聽不到的聲音，例如：一個音量很高的聲音後面緊跟著一個音量很低的聲音。MP3就屬於這一類檔案。
無損的音頻格式（例如FLAC）壓縮比大約是2：1，解壓時不會產生數據/質量上的損失，解壓產生的數據與未壓縮的數據完全相同。如需要保證音樂的原始質量，應當選擇無損音頻編解碼器。例如，用免費的FLAC無損音頻編解碼器你可以在一張DVD-R碟上存儲相當於20張CD的音樂。
有損壓縮套用很多，但在專業領域使用不多。有損壓縮具有很大的壓縮比，提供相對不錯的聲音質量。
歷史
音頻CD格式於1980年由飛利浦公司和索尼公司開發，並於1982年公布，此後很少改動。這種格式定義一首歌存放在一個CDDA檔案中，輸入採樣率為44100次/秒（即44.1kHz），每個採樣用16比特數據存儲。立體聲數據為1.4M比特/秒。
作為比較，MP3格式壓縮比可以為1:12（同樣是44.1k赫茲採樣率，MP3: 112k比特/秒,CDDA：1.4 M比特/秒）。MP3格式開發始於1987年在德國的Fraunhofer IIS，歷時4年，其間經歷了算法的改進和音質提高。但是由於硬碟的價格較高，這項技術當時套用很少。
1996年，Winamp1.0版的發布成為MP3格式流行的催化劑。Fraunhofer開始向採用他們的算法的公司索要許可證費用，因此其他替代的免費算法開始被研發。LAME發布於1998年，並於此後成為主要的MP3編碼器。最近以來，其它的MP3格式的挑戰者包括高級音頻編碼或者叫AAC（用於蘋果公司的iTunes）、Ogg Vorbis（一個無專利的自由編解碼器）、Opus（是開放格式，標準定義於IETFRFC6716，有更低的延遲和更好的聲音壓縮率）。
非壓縮的數據格式
無損壓縮的數據格式
- APE龐大的WAV音頻檔案可以通過Monkey's Audio這個軟體進行壓縮為APE格式。被壓縮後的APE檔案容量要比WAV源檔案小一半多。通過Monkey's Audio解壓縮還原以後得到的WAV檔案可以做到與壓縮前的源檔案完全一致。
- FLAC格式的源碼完全開放，而且兼容幾乎所有的作業系統平台。它的編碼算法已經通過了嚴格的測試，而且在檔案點損壞的情況下依然能夠正常播放。該格式不僅有成熟的Windows製作程式，還得到了眾多第三方軟體的支持。此外該格式是唯一的已經得到硬體支持的無損格式，Rio公司的硬碟隨身聽Karma，建伍的車載音響MusicKeg以及PhatBox公司的數碼播放機都能支持FLAC格式。
- Apple Lossless為蘋果的無損音頻壓縮編碼格式，可將非壓縮音頻格式（WAV、AIFF）壓縮至原先容量的40%至60%左右，編解碼速度很快。
- WavPack允許用戶壓縮、取消復原8、16、24、32位整型以及32位浮點表示的WAV格式音訊檔案，另外它還支持多聲道資料流以及非常高的取樣頻率。另外WavPack引入了一種獨特的“混合”模式，它使用一個附加的檔案從而也具有了有損壓縮的優點。
有損壓縮的數據格式
- MP3，為ISO/IEC國際標準，是現在最普及的一種數字音頻編碼和有損壓縮格式，幾乎所有的終端和軟體都支持此格式。
- AAC，為ISO/IEC國際標準，是MP3的下一代格式，壓縮比MP3更高音質更好的音頻壓縮算法，因此得到了眾多公司的支持。
- Vorbis，Xiph.Org基金會開發，自由軟體和沒有專利的編解碼器；能夠完整保留20kHz下音質細節，採用可變比特率（VBR），動態調整比特率達到最佳的編碼效果。
