基本介紹
VQF簡介,優點,格式,音質,版本,缺點,適用軟體,YAMAHASoundVQ,K－Jofol,WinAMP,VVSPlayer,Esprit,編碼,總結,
VQF簡介
VQF格式實際指的是TwinVQ（transform-domain weighted interleave vector quantization），是日本ntt（nippon telegraph and telephone）集團屬下的ntt human interface laboratories開發的一種音頻壓縮技術。VQF格式技術受到yamaha公司的支持，vqf是其檔案的擴展名。VQF格式和mp3的實現方法相似，都是通過採用有失真的算法來將聲音進行壓縮，不過VQF格式與mp3的壓縮技術相比卻有著本質上的不同：VQF格式的目的是對音樂而不是聲音進行壓縮，因此，VQF格式所採用的是一種稱為“矢量化編碼（vector quantization）”的壓縮技術。該技術先將音頻數據矢量化，然後對音頻波形中相類似的波形部分統一與平滑化，並強化突出人耳敏感的部分，最後對處理後的矢量數據標量化再進行壓縮而成。
VQF
VQF使用範圍
VQF使用範圍從電話、AM短波乃至音頻CD；從單聲道信號到立體聲信號，它都能提供了很好的編碼/壓縮支持。還有糾錯能力。VQF特別提供了一個糾錯環境來處理數據錯誤及幀丟失的情況。它使用修正幀頻率技術，然後強化矢量量化以保證音質。
優點
VQF的音頻壓縮率比標準的MPEG音頻壓縮率高出近一倍，可以達到18比1左右甚至更高。也就是說把一首4分鐘的歌曲（WAV檔案）壓成MP3，大約需要4MB左右的硬碟空間，而同一首歌曲，如果使用VQF音頻壓縮技術的話，那只需要2MB左右的硬碟空間。因此，在音頻壓縮率方面，MP3和RA格式相對比VQF差。
格式
音質
版本
MP4不是MP3的升級版本，相反它更加接近VQF，（MP4的核心中也套用了VQF技術），而且MP4有著作權限制，不是免費的。像MP2、MP3或MP4都是MPEG的技術標準，它們之間並不是數字越高越好，比如：MP3的音質就遠遜於MP2，而MP3它的優勢只是在壓縮率方面。MP4是AAC技術的發展，它跟MP3沒有什麼關聯。無論在音質還是在壓縮率方面比較，ra格式都不如VQF。
缺點
VQF不使用如合適的比特分配、可變長度編碼等有疑問的技術。雖然VQF的解碼/還原軟體體積很小，NTT公司說能夠對應所有的CPU（486、386都可以）。但是VQF的編碼/壓縮軟體需要極其強勁的CPU。VQF製造商NTT公司建議，要想壓縮立體聲音效的音樂，最好用PII300MHz。但VQF壓縮速度慢。MP3壓縮速度相對較快，在壓縮速度方面VQF比不上MP3檔案。
VQF缺點
VQF缺點適用軟體
一、
VQF適用軟體
VQF適用軟體YAMAHASoundVQ
版本：Ver2.51eb1
SoundVQ/index.html
下載大小：1.39MB
SoundVQ由YAMAHA公司出品。YAMAHA和NTT都有VQF編碼器。該版本還帶IE和航海家的Plugins，供線上播放，同時意味著SounVQ不可能占用太多的系統資源，這才是讓人興奮的地方。試用結果同樣表明，它消耗的系統資源少於其他播放器。另外SounVQ是一單純的VQF播放器，它沒為播放提供附加功能。可以說SounVQ僅僅是一個VQF解碼器，它只能提供最低限度的播放解決方案。
K－Jofol
版本：v0.6prebeta3
下載大小：1.46MB
K－Jofol是MP3播放工具，但它支持一些新的音頻格式，包括VQF，還有AAC。K－Jofol的PlayList精美。但K－Jofol會消耗比較多的系統資源，而且很不穩定，就連其編者也列出一些已知的Bugs。在使用過程中曾多次當機。
WinAMP
版本：2.24
下載大小：1.16MB
外掛程式的安裝非常簡單，只要解壓到WinAMP的兩個檔案Decode32.dll和TwinVQ2.dll。
VVSPlayer
版本：v.1.4.0
下載大小：2.97MB
VVSPlayer軟體對CPU的耗損率為：PⅡ266MHz/64Mb-1.38%、P166MMX/64Mb-11.2%。VVSPlayer沒有最基本的波形表也。
Esprit
版本：1.53
下載大小：1.80MB
Esprit占用系統資源小，僅大於SoundVQ。和WinAMP一樣，它播放VQF同樣靠WinAMP的外掛程式。Esprit能和SoundVQ一樣，能識別歌曲包含的信息，如中文歌名。但是Esprit的緩衝處理顯然不如其他同類型軟體，當到DOS方式下來dir/s時候，音樂馬上斷斷續續。
編碼
VQF格式使用的編碼是“矢量化編碼（vectorquantization）”，這種編碼是70年代後期發展起來的一種數據壓縮技術基本思想：將若干個標量數據組構成一個矢量，然後在矢量空間給以整體量化，從而壓縮了數據而不損失多少信息矢量量化編碼也是在圖像、語音信號編碼技術中研究得較多的新型量化編碼方法，它的出現並不僅僅是作為量化器設計而提出的，更多的是將它作為壓縮編碼方法來研究的。在傳統的預測和變換編碼中，首先將信號經某種映射變換變成一個數的序列，然後對其一個一個地進行標量量化編碼。而在矢量量化編碼中，則是把輸入數據幾個一組地分成許多組，成組地量化編碼，即將這些數看成一個k維矢量，然後以矢量為單位逐個矢量進行量化。矢量量化是一種限失真編碼，其原理仍可用資訊理論中的率失真函式理論來分析。而率失真理論指出，在對無記憶信源下，矢量量化編碼是優於標量量化。在矢量量化編碼中，關鍵是碼本的建立和碼字搜尋算法。
碼本的生成算法有兩種類型，一種是已知信源分布特性的設計算法；另一種是未知信源分布，但已知信源的一列具有代表性且足夠長的樣點集合（即訓練序列）的設計算法。可以證明，當信源是矢量平衡且遍歷時，若訓練序列充分長則兩種算法是等價的。
碼字搜尋是矢量量化中的一個最基本問題，VQF編碼量化過程本身實際上就是一個搜尋過程，即搜尋出與輸入最為匹配的碼矢。矢量量化中最常用的搜尋方法是全搜尋算法和樹搜尋算法。全搜尋算法與碼本生成算法是基本相同的，在給定速率下其複雜度隨矢量維數K以指數形式增長，全搜尋矢量量化器性能好但設備較複雜。樹搜尋算法又有二叉樹和多叉樹之分，它們的原理是相同的，但後者的計算量和存儲量都比前者大，性能比前者好。樹搜尋的過程是逐步求近似的過程，中間的碼字是起指引路線的作用，其複雜度比全搜尋算法顯著減少，搜尋速度較快。由於樹搜尋並不是從整個碼本中尋找最小失真的碼字，因此它的量化器並不是最佳的，其量化信噪比低於全搜尋。
VQF編碼
VQF編碼在1985年Chang-DaBei針對VQF編碼提出的部分誤差算法，以及隨後出現的超立方體算法，三角不等式消去法和同心球面算法等等。S.C.Tai等人提出的動態超平面收縮算法，利用信號在變換域中能量集中在少數係數上的特點，在對矢量作KLT變換後，定義一動態的搜尋範圍，超出該範圍的候選碼字均被排除。實驗結果也表明了在減少運算量上，DHSS算法取得了顯著效果。基於這種在計算MSE之前便排除了大量候選碼字的思想，周汀、閔昊等人也提出了他們的加速算法，在採用預排序碼書的基礎上，碼字的排除依據的是一組距離測度的不等式，相對於窮盡搜尋算法，其運算量減少93%以上。Y.H.Chan等人則認為碼字的搜尋順序對於矢量量化編碼速度的影響是至關重要的，在基於最小失真的基礎上，通過選取一組合適的映射變換。推導出了一些必要的判據。對於任意給定的輸入矢量，該算法能自適應地決定碼書中碼字的最佳搜尋順序，該算法可與其他快速算法結合使用以達到提高編碼效率的目的。B.Marangeli根據所定義的一種誤差可見度來設計矢量量化的碼書，並將碼書劃分成多個子碼書，每個子碼書與一個給定的誤差可見度的分波段有關，子碼書只具有少量的碼字。實驗結果表明。該算法的碼書搜尋時間可減少為固定碼書矢量量化器的10%左右。特別地，通過分析圖像矢量的分布模型對碼字的搜尋沿著一條中心線進行，同時定義了一等均值超平面，該平面內的碼字將成為搜尋對象。
