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MP3,WMA 等音频格式是什么意思?

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MP3,WMA 等音频格式是什么意思?

mp3

1.便携MP3播放器的俗称.
用来播放MP3格式音乐(现在可以兼容wma,wav等格式)的一种便携式的播放器.便携式MP3播放器最初由韩国人文光洙和黄鼎夏(Moon & Hwang)于1997年发明,并申请了相关专利.

2.MP3作为一种音乐格式
MPEG-1 Audio Layer 3,经常称为MP3,是当今较流行的一种数字音频编码和有损压缩格式,它设计用来大幅度地降低音频数据量,而对于大多数用户来说重放的音质与最初的不压缩音频相比没有明显的下降。它是在1991年由位于德国埃尔朗根的研究组织Fraunhofer-Gesellschaft的一组工程师发明和标准化的。

MP3是一个数据压缩格式。它丢弃掉脉冲编码调制(PCM)音频数据中对人类听觉不重要的数据(类似于JPEG是一个有损图像压缩),从而达到了小得多的文件大小。

在MP3中使用了许多技术其中包括心理声学以确定音频的哪一部分可以丢弃。MP3音频可以按照不同的位速进行压缩,提供了在数据大小和声音质量之间进行权衡的一个范围。

MP3格式使用了混合的转换机制将时域信号转换成频域信号:

* 32波段多相积分滤波器(PQF)
* 36或者12 tap 改良离散余弦滤波器(MDCT);每个子波段大小可以在0...1和2...31之间独立选择
* 混叠衰减后处理

根据MPEG规范的说法,MPEG-4中的AAC(Advanced audio coding)将是MP3格式的下一代,尽管有许多创造和推广其他格式的重要努力。然而,由于MP3的空前的流行,任何其他格式的成功在目前来说都是不太可能的。MP3不仅有广泛的用户端软件支持,也有很多的硬件支持比如便携式媒体播放器(指MP3播放器)DVD和CD播放器。

WMA

WMA的全称是Windows Media Audio,它是微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式。由于WMA在压缩比和音质方面都超过了MP3,更是远胜于RA(Real Audio),即使在较低的采样频率下也能产生较好的音质。

在64kbps的数据速率时,在13000-20000Hz频率段就能保留了大部分信息。

但64kbps的WMA的低频表现实在有点令人失望,听上去比较硬,如同加入了哇声效果般,感觉非常不好,当然比同比特64K的mp3要好感觉声音更集中。听觉上64WMA的表现基本接近128kbps mp3的音质水平,但没有达到。96K的wma略好于128K的mp3,WMA在高于128以上的各种比特率表现相差不大,高频和泛音都很丰富,一般人听不出WMA128Kbps以上的音质和音色的差异,

总体感觉WMA的声音偏硬,适合流行摇滚,如果是古典或者纯人声的话,感觉有点生硬,在低于128K时,WMA对于MP3拥有绝对优势!128以上的WMA相比MP3会有薄的感觉

在128kbps及以下码流的试听中WMA完全超过了MP3格式,低码流之王不是浪得虚名的。但是当码流上升到128kbp以后,WMA的音质却并没有如MP3一样随着码流的提高而大大提升。

AVI

它的英文全称为Audio Video Interleaved,即音频视频交错格式。是将语音和影像同步组合在一起的文件格式。它对视频文件采用了一种有损压缩方式,但压缩比较高,因此尽管面面质量不是太好,但其应用范围仍然非常广泛。AVI支持256色和RLE压缩。AVI信息主要应用在多媒体光盘上,用来保存电视、电影等各种影像信息。 它于1992年被Microsoft公司推出,随Windows3.1一起被人们所认识和熟知。所谓“音频视频交错”,就是可以将视频和音频交织在一起进行同步播放。这种视频格式的优点是图像质量好,可以跨多个平台使用,其缺点是体积过于庞大,而且更加糟糕的是压缩标准不统一,最普遍的现象就是高版本Windows媒体播放器播放不了采用早期编码编辑的AVI格式视频,而低版本Windows媒体播放器又播放不了采用最新编码编辑的AVI格式视频,所以我们在进行一些AVI格式的视频播放时常会出现由于视频编码问题而造成的视频不能播放或即使能够播放,但存在不能调节播放进度和播放时只有声音没有图像等一些莫名其妙的问题,如果用户在进行AVI格式的视频播放时遇到了这些问题,可以通过下载相应的解码器来解决。是目前视频文件的主流。 这种格式的文件随处可见,比如一些游戏、教育软件的片头,多媒体光盘中,都会有不少的 AVI 。

现在,在WINDOWS 95或98里都能直接播放AVI,而且它自己的格式也有好几种,最常见的有 Intel Indeo(R)Video R3.2、Microsoft video 等。

AVI 文件包含三部分:文件头、数据块和索引块。其中数据块包含实际数据流,即图像和声音序列数据。这是文件的主体,也是决定文件容量的主要部分。视频文件的大小等于该文件的数据率乘以该视频播放的时间长度,索引块包括数据块列表和它们在文件中的位置,以提供文件内数据随机存取能力。文件头包括文件的通用信息,定义数据格式,所用的压缩算法等参数。

rm

Real Networks公司所制定的音频视频压缩规范称为Real Media,用户可以使用RealPlayer或RealOne Player对符合RealMedia技术规范的网络音频/视频资源进行实况转播并且RealMedia可以根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率,从而实现在低速率的网络上进行影像数据实时传送和播放。这种格式的另一个特点是用户使用RealPlayer或RealOne Player播放器可以在不下载音频/视频内容的条件下实现在线播放。另外,RM作为目前主流网络视频格式,它还可以通过其Real Server服务器将其它格式的视频转换成RM视频并由Real Server服务器负责对外发布和播放。RM和ASF格式可以说各有千秋,通常RM视频更柔和一些,而ASF视频则相对清晰一些。

RM格式一开始就定位在视频流应用方面,也可以说是视频流技术的始创者。它可以在用56 K Modem拨号上网的条件下实现不间断的视频播放,当然,其图像质量和MPEG2,DIVX等相比有一定差距,毕竟要实现在网上传输不间断的视频是需要很大带宽的。

MIDI:

作曲家的最爱

经常玩音乐的人应该常听到MIDI(Musical InstrumentDigitalInterface)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。

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。

APE

Monkey's Audio 音频文件,是现在网络上比较流行的音频文件格式,其最大的特点是无损压缩,经过APE格式压缩过的音乐文件,当使用专用软件解压缩为W***时,可以达到与原W***文件同样的音质,类似于ZIP或RAR压缩。其最大的缺点就是文件体积庞大,一般来说,同样一张CD或者一首歌,APE格式文件体积是W***的一半,是MP3(128K)的5倍,一张10几首歌的CD往往需要200-300M

CD

*.cda格式,就是CD音轨。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。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。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。

OGG

Ogg是一种先进的有损的音频压缩技术,正式名称是Ogg Vorbis,是一种免费的开源音频格式。OGG编码格式远比90年代开发成功的MP3先进,它可以在相对较低的数据速率下实现比MP3更好的音质。此外,Ogg Vorbis支持VBR(可变比特率)和ABR(平均比特率)两种编码方式, Ogg还具有比特率缩放功能,可以不用重新编码便可调节文件的比特率。 OGG格式可以对所有声道进行编码,支持多声道模式,而不像MP3只能编码双声道。多声道音乐会带来更多临场感,欣赏电影和交响乐时更有优势,这场革命性的变化是MP3无法支持的。在而且未来人们对音质要求不断提高, Ogg的优势将更加明显。

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
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老是看到这些后缀  还真是不太懂  这下学习啦
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WMA的音质确实不错,体积也小。
现在又有MP5了,还不清楚啥意思!

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什么是MP5
语音压缩技术也在目前的消费性产品占有很重要的地位,举凡由网路电话到玩具等都可现其应用,而也根据不同的应用范围发展出不同的技术。
MP5是MPEG Layer 5的简称,它是由国内科技厂商自行开发出的演算法。
而MP5音乐是一种音效档格式,它其实是将可以将一首完整的wav、mp3或是cda的声音档,经由MP5的压缩技术,产生压缩的比例大约1:10的音乐声音档。
大家应该知道狗的耳朵可以听到很远的火车声,或是在隔三条街外另一只狗叫汪汪声,但人类却无法听见,这是因为人的耳朵与狗的耳朵差别在于,狗耳朵能够听到比人更高频率的声音。
一般的声音、歌曲所包含的频率除了人类听得见的,其实还有人类听不见的。
人类的听觉有其先天的限制。
一般而言,人耳无查觉的声音讯号有两种,一是较高或过低的频率,二是加强讯号过的弱音乐,若把声音中这些人耳听不见或无法感知的讯号滤除,可大幅减少声音数位化后所需的储存空间。
而MP5压缩演算法就是预先替使用者过滤掉这些无法感知的声音,并大幅减少声音数位化后所需的储存空间。
用MP5压缩演算法来处理音乐,是属于一种特殊的压缩方式,也因为如此,才能达到高压缩比的目的。
而使用这种特殊的压缩结果是,还原音效时难免会造成少许失真,但这些失真是在人耳可以接受的范围内,不过压缩比过于提高时,产生的失真将会较多。
而MP5压缩技术就是将人类耳朵听不见的声音频率给消灭掉以达到压缩的目的。
因此原始声音的某些部份被丢掉了,声音档案大小也因此被缩减,这就是MP5压缩技术的原理。
MP5使用了特殊的压缩技术,让我们还是不容易察觉出来的,因为它的压缩之后让人听起来像是没有经过压缩一样。
MP5将wav、mp3或是cda的歌曲压缩成短小而易于管理的音乐文件,在不损坏声音质量的前提下,一个40多兆的WAV音乐文件可被压缩成4兆的MP5歌曲;一张只能存储十几首歌曲的CD光碟,能存放一百多首MP5数位音乐,而音质几乎与MP3音乐没有区别。
过去,通过互联网下载一首完整的歌曲是个不能现实的想法,因为繁多的音乐格式和其庞大的档案体积,再再阻碍着数位音乐在网路上的传播。
但是有了MP5格式的问世,下载一首普通的歌曲不再动辄需要半小时,而只需要短短的两三分钟。
MP5的优点不仅如此,经过压缩后的音乐之播放音质听起来不比MP3差。
MP5使用「特殊的压缩演算法」过滤掉人类无法听到的声音以获取更多储存空间,因此,以MP5技术压缩后的音乐,严格来说应该会比MP3稍差,只是使听者无法察觉而已。
3iMP5压缩比一览表
MP5音乐档的优点相当多,因为档案体积小,所以更能利用在网路传输上。
MP5纯数位化与纯资料电脑的可携性、音乐资料的可分割性也是传统CD忘尘莫及的。
基本上使用传统CD会发现一些问题。
比如说一张CD只喜欢其中几首歌,但必须连其他不喜欢的歌曲一起合并购买,不仅浪费金钱,重播欣赏时也造成困扰。
有了MP5音乐档的帮助后,使用者还可以自己制作MP5音乐合辑,其便利性也是传统CD所没有的。
单就MP5传播的方式来看,使用可携式的MP5播放设备来重播音乐档,数位化的音乐播放方式,操作起来也比传统CD随身听更便利,不仅选曲较CD更快、也不须担心因为震动导致跳针,因为是纯数位的,所以也比CD更省电,而且体积也可以比CD更小、更轻。
MP5单晶片
MP5晶片产品其特征与功能乃朝向整合性单晶片与多功能性两方向发展。
新版MP5单晶片为一整合了微控制器(含微处理器)、数位编码器、解码器、数位类比转换器、USB1.1快闪记忆体等功能之系统单一晶片,其中亦将可程式化的解码功能与著作权保护技术纳入晶片中。
在多功能性方面,MP5单晶片于数位音乐播放功能外整合其他音讯、通讯、资讯产品特征于晶片中,例如:数位语音录音、立体声双道录、放音、FM/AM收音。
除上述特征与功能外,低耗电能、小体积、下载处理快速等特点也是MP5单晶片努力之重点。
MP5单晶片大多采用开放式平台设计,即晶片本身含微处理器,也提供了艺高本身发展的压缩格式MP5,以及著作权保护技术,来进行可程式化的解码设计等,故可以掌握多种压缩格式解码与著作权保护机制。
MP5-3i5880
本文将就目前市面上较常用之MP5单晶片3i5880作说明。
3i5880是一颗整合了8-channel ADC、2-channel DAC、USB以及语音压缩引擎的单晶片解决方案,3i5880采高整合单晶片设计,兼具了微控器与数位讯号处理器的性能优点,以高性能RISC处理器为核心架构,配合MP5TM压缩与解压缩技术,大幅提升系统功能。
该晶片支援各种记忆体,包括Serial Flash、Parallel Flash、Nand flash、SDRAM、以及EDORAM,可直接将语音讯息储存于其中。
省电及轻、薄、短、小的概念已是目前电子产品的潮流趋势。
由于3i5880为一嵌入式、RISC处理器为核心的SoC产品,再加上应用CMOS技术,使其处理器核心具有高性能、低耗电,面积小、等特性,因此特别适合应用于各种体积小的IA及3C产品。
在主机端支援目前最普及的USB1.1标准介面,卡片端则支援市面上最普遍的Smart Media Card,更支援内建快闪记忆体(On-board NAND FLASH)存取的功能,大幅提升产品的应用方便性。
3i5880晶片架构图
嵌入式系统设计
由于SoC的发展,亦需要考虑内嵌式作业系统(Embedded OS)之整体性设计,因此软硬体开发必须并重。
嵌入式系统的设计可说是一种小规模的系统整合,较偏重于技术层面,不若系统整合,往往「人」的整合因素取决系统的成败。
以目前的电子产品来看,嵌入式系统的设计概分为几个层次。
现就以制作一个MP5音乐播放机利用单晶片所采用的嵌入式系统设计来说明。
此一装置包含MP5压缩/解压缩技术,MP5资料储存及读取,音乐播放与录音,以及使用者介面四大部分。
之所以举此例子,是因为音乐不能间断,因此有一定程度的时序要求。
? 以现有的MP5压缩/解压缩晶片为主轴。
此时所设计的微电脑,大部分的时间在作资料储存及搬运的动作,其目的在「服侍」该MP5晶片及收集使用者命令。
虽有即时性需求,但只要时间来得及就够,微电脑本身无须复杂。
? 实现MP5功能,这时候设计的变化就相当多了,简单的设计是使用如 1. 之Master-Slave架构以3i5880晶片执行MP5计算,以韧体实现MP5功能。
? MP5韧体实现的差异,就端看设计者的功力,如程式最佳化、定点数与浮点数的问题,以及可否运用一些技巧来简化计算流程等。
注意嵌入式系统设计并非重新发明轮子,但必须遵守工程设计的原则——以最少的资源达到最大的效能。
? 是否使用即时多工核心。
虽说这样的一个小装置牵涉的工作不多,但各项工作间有一定程度的interlock,也就是时序与优先权的关系。
使用多工核心的目的,是将CPU资源的分配,与实际工作内容分开,并利用核心将韧体模组化,便于维护及管理。
由这一例子可见,嵌入式系统的设计包含核心技术部分及整合部分。
核心技术为其灵魂,但整合部分为其肉体。
没有核心技术实现能力,则没有竞争力;缺乏有效的整合,则造成无谓的时间及成本的浪费,同样的没有竞争力。
我们说一个人有三头六臂,一组好的嵌入式系统设计团队,就是要具备三头六臂。
MP3与MP5的比较
以MP3晶片应用最广的多媒体MP3复读机市场来看,MP5单晶片于各项功能与音质与现行的MP3晶片不相上下,然而在功能整合程度以及总成本上,MP5以单晶片却拥有最强的竞争优势。
要达到一般的MP3播放机或是复读机的所有多媒体以及语言学习功能,系统通常需要搭载四~五颗晶片,包括微控制器晶片(MCU)系指具有播放机周边控制、可程式解码功能的微处理器、或是数位讯号处理器(DSP)晶片、MP3解码晶片、数位类比转换器(DAC)、类比数位转换器(ADC)、USB晶片,以及高额的MP3 技术授权费。
如果要加上MP3编码晶片,系统总成本光是关键零组件的部份就高达美金12元上下,而高整合度的MP5单晶片,就将上述功能,全部整合在单一晶片上,而且还包含了MP5编码功能,当然也无需再支付高额的技术专利金。
就广大的数位音乐播放机或是复读机制造商来说,采用MP5单晶片,不但在成本上降低了许多,在系统设计上也省下了更多的空间,而整体表现效果上也会大幅的提升。

MP3/MP5晶片功能比较表

MP3/MP5系统架构比较表
放眼未来
MP5这种新技术的问世,其实最主要的特色就是让人们能具有数位音乐播放的自主知识产,这种最新开发的音讯压缩演算法,能使音讯品质等同于MP3。
此外该技术同时还拥有活多变的简、繁体中文字幕显示、与较强的互通能力,适合多媒体环境的应用。
藉由MP5的推出,从而使中国MP3播放器制造商可以大幅减少专利费的支付。
除此以外,MP5的设计也让国人拥有自主知识产权,掌握核心技术,控制标准的制定和修改权,从而打破了外国公司长久以来的技术封锁。
但是真正要使MP5成为一个产业,如何解决了核心编码问题,着重于逻辑上的格式,压缩演算法,字幕表达方式等软体系统。
未来,希望MP5技术能够成为中国的数位多媒体音乐平台,而不是只单纯局限于MP5 播放机或是复读机市场。
艺高估计,2005年,在中国市场应该可以达到普及。
由于MP5回避了MP3 大多数的专利,将能够创造客观的经济
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  • chen-hy 发帖 +5 好详细!谢谢~ 2007-3-1 09:26
也曾酒醉鞭名马,生怕情多累美人

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太详细了.谢谢!

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太好了学习拉。

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