[新型数字音频格式]

（1）MP3──当今的江湖老大

MP3的名声之响绝对超过其它任何一种音频格式，因为它的应用范围早已经不限于电脑了。MP3是MPEG-1/MPEG-2 Audio Layer 3的简称，属于MPEG-1/2的派生音频方案。MP3采用的是一种有损压缩方式，虽然并不是第一个进行有损压缩的音频编码，但它却是第一个实用的有损音频压缩方案。在MP3之前，一般的音频编码即使以有损方式进行压缩顶多达到4:1的压缩比例，而MP3可以实现12:1的压缩比。MP3使用的是知觉音频编码技术，它利用了人耳的特性，削减音频中人耳听不到的成分，同时尽可能地维持原来的声音质量，这是它实现高压缩比，保持较高音质的一个关键。事实上MP3在高码率时其音质与WMA这类音频格式相比，依然有着较明显的优势，这意味着MP3的日子还很长。目前公认最好的MP3编码器是LAME MP3 Encoder，很多音频软件都使用它作为MP3的编码内核，如著名的CDex（图3）。

图3

（2）mp3Pro──技术先进的尴尬

2001年6月，法国汤姆森公司与Fraunhofer IIS发布了一种新的音乐格式──mp3PRO，这是一种基于MP3编码技术的改良方案。它能在64kbps码率下提供近似于CD的音质（mp3是128kbps）。mp3PRO采用了新的SBR（Spectral Band Replication 频段复制）音频编码增强算法，SBR最大的优势就是在低数据速率下实现非常高效的编码。mp3PRO其实是一种mp3信号流和SBR信号流的混合数据流编码。mp3PRO格式与mp3是兼容的，所以它的文件也使用mp3作为扩展名。mp3PRO官方播放器为THOMSON mp3PRO Audio Player（如图4），它同时也是编码工具，可以支持播放mp3PRO或者mp3编码的文件；另外Winamp也可以通过插件来支持mp3PRO。不过，虽然mp3PRO本身非常优秀，但它的专利费用高昂，所以一直没有流行起来。

图4

（3）Ogg Vorbis──自由与开放的声音

差不多在mp3PRO出现的同时，网络上出现了一种叫Ogg Vorbis的音频编码，矛头直指收费的MP3。Ogg Vorbis用Ogg作为文件扩展名，它是一种免费的、开放源码的音频压缩编码（如图5）。Ogg Vorbis的出现一开始就是针对MP3的，这是因为MP3是受到专利保护的，拥有MP3专利权的Fraunhofer-IIS公司可以对于MP3编码器（无论商业或非商业性质）及用MP3格式发布的音乐作品的行为收取版税。事实上Fraunhofer-IIS也一直也没停止收费的努力，这使得我们所有的免费发布MP3作品的行为都变成了见不得阳光的侵权行为，这时出现一种免费的、开放源码的音频压缩技术变得非常有必要了。需要强调的是，Ogg Vorbis性能要强于MP3，但稍逊于mp3PRO，但它的多声道特性是这两者所不具备的。

图5

（4）FLAC── 一切为了音质

和Ogg Vorbis一样，FLAC也属于OGG计划的一部分，它的全称是Free Lossless Audio Codec（如图6）。它使用的是无损压缩方式的，也就是说以FLAC方式压缩不会丢失PCM音频的任何信息。这种压缩与Zip的方式类似，但是FLAC有更大的压缩率，其压缩率接近2:1。

对于音乐发烧友来说，这种与CD质量相同的音乐格式在音质上是无可挑剔的；而且它解码速度快，解码只需要整数运算，对计算速度要求很低，在很普通的硬件上就可以轻松实现实时解码；FLAC是目前唯一获得硬件支持的无损压缩编码，现在已经有许多汽车播放器和家用音响设备支持FLAC格式了。FLAC官方编码器只是一个命令行程序，不过流行的音频播放软件Foobar2000可以透过官方插件实现对FLAC的编码（图7）。

图6

图7

（5）Monkey's Audio（APE）──音乐迷的新欢

Monkey's Audio也是一种无损压缩音频编码，它出现得比FLAC早，名气甚至比FLAC更大一些，支持它的音频软件要超过FLAC。它的压缩原理与FLAC类似，在它出现以前，对音乐迷来说，WAV文件一直是保存音频文件的最佳方式，但APE（Monkey's Audio文件的扩展名）的出现足可改变他们的这种看法了，因为它既可无损的保持WAV文件的音质，而大小仅有WAV的一半。Monkey's Audio官方的编码软件名称就叫Monkey's Audio（图8），CDex、Foobar2000等软件也可用来做APE编码用。

图8

（6）MusePack（MPC）──低调的优质音乐

MPC以前被称作MP+，显然它是针对MP3的，MPC是一个比较低调的实力派选手，它也没有什么复杂的背景故事，它是为了追求更小的体积更好的音质而出现的。用过它的人无不对其出众的音质印象深刻。在较高比特率下(250kbps左右)，MPC表现非常的出众，音质超过了MP3，很难分辨它和原始信号有多少区别，无论从频率保留还是细节保留，以及信号强度失真来说，MPC都堪称优秀。它的缺点是无法编码48KHz采样率的曲子。MPC官方编码器是一个名为MPPENC.EXE命令行程序，它也可以使用Easy CD-DA Extractor、CDex、Foobar2000、MPC Frontend 0.2.0 Beta等程序来进行编码（图9）。

图9

（7）AAC──媒体巨头的新宠

AAC是高级音频编码（Advanced Audio Coding）的缩写，它属于MPEG－2国际标准的一部分（如图10）。AAC也是一种高压缩比的音频压缩算法，它的压缩比远远超过了AC－3、MP3等较老的音频压缩算法（可达20:1）。AAC使用了分辨率更高的滤波器组，因此它可以达到更高的压缩比。另外AAC还使用了临时噪声重整、后向自适应线性预测、联合立体声技术和量化哈夫曼编码等最新技术，这些新技术的使用都使压缩比得到进一步的提高。而且，AAC比AC－3更灵活，它支持更多种采样率和比特率、支持1个到48个音轨、支持多达15个低频音轨、具有多种语言的兼容能力、还有多达15个内嵌数据流。AAC主要有三种格式：主要Main（Main）、低复杂性LC（Low Complexity）和可变取样率SSR（Scaleable Sampling Rate）的AAC。

图10

（8）Real Audio──流式音频的代表

Real Audio属于Real Media的音频部分，它是流媒体行业中的霸主RealNetworks的产品，它采用流式传输方式，可以在非常低的带宽下（低达28.8kbps）提供足够好的音质让用户能在线聆听。不过，由于Real Media是从极差的网络环境下发展过来的，所以Real Audio的音质并不怎样，在高码率时它要差于mp3。尽管后来RealNetworks通过与SONY公司合作，利用SONY的ATRAC技术实现高比特率的高保真压缩，但这些已经无法改变它用户心目中音质差的印象。这也是为什么许多音乐网站能够提供免费的RA音乐下载的一个重要原因，音质较差的音乐不用太多担心版权问题。而且RA音乐的主要用途是在线聆听，它不适于编辑，编辑处理软件非常少，其编码软件主要RealNetworks自己的Helix producer 9，最新的官方播放器是RealPlayer 10（图11）。

图11

（9）Windows Media Audio（WMA）──微软野心的代表

为了挑战RealNetworks在流媒体领域的霸主地位，微软推出了Windows Media与其相抗衡，Windows Media Audio即Windows Media的音频部分。最初的Windows Media Audio并不比Real Audio强多少，但随着Windows Media 9技术的推出，Windows Media Audio已经可以令人刮目相看了。据微软声称，在只有64kbps的码率情况下，WMA可以达到接近CD的音质，Windows Media Audio的压缩技术中还拥有可变码率（VBR）、无损压缩技术（图12），并支持多声道编码。WMA还加入了DRM技术，可防止复制以保护版权。

图12

由于微软的影响力，支持Windows Media的软件非常多。Windows Media官方的播放软件为Windows Media Player 9（图13），它同时提供了WMA编码功能，标准编码器为Windows Media Encoder 9，作为完整的流媒体解决方案的一部分，微软还提供了Windows Media Server流媒体服务器，而这一切都是免费的，这种举动的目的无疑是为了打压作为商业软件的Real Media，从这里我们不难感觉到微软的野心。

图13