光碟見證數碼多媒體的30年 無損音頻編碼方案:APE 和FLAC
夏昆岡 于 2009.09.22 10:14:34 | 源自:www.soomal.com | 版權:原創 | 平均/總評分:08.86/124

存儲數字化的音頻檔案需要耗費大量的空間,如何節約存儲空間成為技術發展方向。其技術手段就是壓縮,壓縮又分有損壓縮與無損壓縮。

MP3作為有損壓縮的典型代表,它為未來指出了明確的技術方向,但有損壓縮或多或少會對音質造成破壞,于是乎又涌現了大量的無損音頻壓縮技術。

起初的無損壓縮類似RAR或者ZIP,這類技術能對PCM編碼的WAV檔案進行壓縮,壓縮比例也大大高于RAR或者ZIP,但它只是檔案壓縮方案,而不是音頻壓縮方案,被壓縮的檔案無法實現直接播放。這種技術并沒有得到青睞,但它實現了一個技術上的飛躍,就是實現音頻訊號的大幅非破壞性壓縮。因此新的壓縮技術還在不斷研發中,直到Monkey's Audio的出現,讓用戶眼前一亮。

  • Monkey's Audio,就是大家常說的APE,它能對PCM編碼的WAV檔案進行大比率的壓縮,根據原始訊號的繁簡程度,壓縮率通常在35-50%之間。最關鍵是,它還附帶了一個Winamp的插件,能支援直接播放被壓縮過的檔案,而無須再解壓。它的出現,受到了音質派發燒友的熱捧,著名的抓軌軟體Exact Audio Copy也對Monkey's Audio進行了最直接的支援,能實現抓軌的同時直接保存為APE檔案,這大大增加了用戶對APE的接受程度。比起MP3這樣的有損壓縮方案,APE節約的硬碟空間依然有限,因此在在主流硬碟容量還在幾十G的時代里,APE依然只是一個小眾群體中推崇的方案,隨著存儲技術的快速發展,幾百G的硬碟變得便宜時,大眾開始迅速接受APE。尤其在中國大陸,這種版權意識較為淡薄的網路中,APE更是大受歡迎,大量的網站提供了APE編碼的音樂下載。

    APE也并非完美,它的容錯性非常差,如果復制過程中,檔案有一個字節損壞,它可能會丟失大片的數據。它也不是一個完全自由的軟體,技術上的一些問題,讓Monkey's Audio得不到最廣泛的支援,例如著名的播放軟體Foobar2000就刪除了對APE的支援,如果希望Foobar2000支援APE,需要單獨安裝第三方插件。在Linux平臺上,APE也沒有得到太好的支援。在硬體方面,有少量的隨身聽裝置支援APE,但支援都不是很完美。

  • Free Lossless Audio Codec,簡稱FLAC。是影響力僅次于Monkey's Audio 的一個無損音頻編碼方案,它發展較晚,但它擁有很多Monkey's Audio所不具有的技術特征。

    FLAC具有極好的容錯性,如果檔案出現壞死的字節,它最多丟失對應的數據,并不會造成大的損失。FLAC是一個完全開放的免費方案,它與OGG Vorbis 一樣,都是Xiph基金會贊助的軟體項目,因此FLAC獲得幾乎所有播放器的原生支援,大量的Linux發行版中,也集成FLAC編解碼器。很多FLAC的技術也被運用到Vorbis當中,而Vorbis的一些技術也被FLAC所用。FLAC具有串流媒體的特征,因此它可以實現邊解碼邊播放。FLAC的編解碼設計非常先進,它支援96kHz、192kHz的采樣率,它幾乎是無損編碼高清節目的唯一選擇。檔案結構設計方面,FLAC也具有很大的靈活度,它支援各種TAG標記方式,最有意思的是,它支援CUE檔案的內嵌。CUE是抓取整張CD時生成的索引檔案,對于其他編碼來說,這個檔案需要單獨存在,而FLAC并不需要,FLAC可以實現一個檔案備份整張CD,而且還支援內嵌CUE分曲播放,這深受用戶喜愛。

    在解碼方面,FLAC是簡單而高效的,加上其免費,硬體廠商很樂意對其進行支援,因為支援FLAC不會增加授權成本,解碼算法植入到晶片中也并不困難,解碼的過程中還很省電。

    現在FLAC越來越受歡迎,取代APE成為主流恐怕就在不遠的將來。

    無損音頻編碼技術發展至今,遠不止Monkey's Audio與FLAC兩種,還有WavPack、TAK、ALAC(Apple Lossless)、WMALossless等數種,隨著存儲成本的進一步降低,無損音頻方案或許會逐漸取代有損音頻方案成為主流,它們之間的競爭會越來越激烈。

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    發表于2013.03.16 14:15:14
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    曾經對比過,不同的FLAC編碼版本不一樣,使用A版本編碼方案將WAV編碼成FLAC,然后再使用B編碼方案將此FLAC編碼為WAV格式,這兩個WAV前后大小字節已經不一樣了,同時MD5也已經改變,莫非是算法不一樣導致了,對聲音有影響沒,求真相?

    發表于2013.03.16 13:44:21
    27
    123.147.***.***
    123.147.***.***
    WavPack也是優秀的無損壓縮格式,不亞于FLAC。
    發表于2013.03.16 11:27:41
    26
    096.048.196.***
    096.048.196.***
    發表于2012.08.15 08:01:56
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    03
    發表于2010.05.04 11:04:17
    24
    不過網上的都是APE。。。還要自己用Foobar轉換。。。
    Foobar打開FLAC比APE快不少,整軌APE跳到下一首時會有個停頓,FLAC沒有。
    發表于2009.10.03 10:43:54
    21
    113.087.***.***
    113.087.***.***
    搞個專題,說怎么樣把無損檔案最大限度的重放和提高音質!這樣應該很受歡迎的啦!
    發表于2009.09.23 21:05:14
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    發表于2009.09.23 13:52:18
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    03
    ATRAC Advanced Lossless好像不支援24Bit 192KHz?甚至連24Bit 48KHz都不支援?如果是這樣的話,這個格式相當于廢物了。
    發表于2009.09.23 11:52:12
    15
    無可非厚
    發表于2009.09.23 10:32:26
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    ATRAC 在應用上已經被邊緣化了,技術上也比不了這些開放的格式
    發表于2009.09.23 09:12:42
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    220.249.***.***
    220.249.***.***
    雖然小眾得不能再小眾,但是索尼的ATRAC也是高質量的有損編碼,好像還是最早實用化的引入聽覺模型的編碼,ATRAC Advanced Lossless則是無損編碼方式。不談推廣度,單單技術上與文中這些技術對比,不知水準如何?
    發表于2009.09.23 08:54:16
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    實際上,在應用領域(特別是專業應用),APE完全敗給了FLAC,這完全是FLAC的技術架構和權限造成的。

    我們可以發現,現在出品的音頻音樂工作站軟體,幾乎都對FLAC的支援,比如Sonar(By Roland)、PreSonus Studio One、Cockos Reaper、Sony Vegas/Sound Forge、新版本的Cubase等等,統統對FLAC加以支援,我們可以直接用這些工作站編輯和加載FLAC格式的音頻工程檔案。

    有損方面,OGG和AAC則同樣得到專業音頻工作站的支援。(很遺憾MPC不能)

    于是我認為,無損編碼FLAC和有損編碼的AAC、OGG,才是各類平臺的主要推薦的格式。老的MP3也是,但是畢竟老了。
    發表于2009.09.22 20:04:26
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    發表于2009.09.22 19:09:19
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