无损音乐知识收集（转）

Posted 2020-09-19 Jim

一、无损音乐

Quote:

所谓无损压缩音频格式，顾名思义，就是毫无损失地将声音信号进行压缩的音频格式。常见的像MP3、WMA等格式都是有损压缩格式，相比于作为源的WAV文件，它们都有相当大程度的信号丢失，这也是它们能达到10％的压缩率的根本原因。而无损压缩格式，就好比用Zip或RAR这样的压缩软件去压缩音频信号，得到的压缩格式还原成WAV文件，和作为源的WAV文件是一模一样的！但是如果用Zip或RAR来压缩WAV文件的话，必须将压缩包解压后才能播放。而无损压缩格式则能直接通过播放软件实现实时播放，使用起来和MP3等有损格式一模一样。总而言之，无损压缩格式就是能在不牺牲任何音频信号的前提下，减少WAV文件体积的格式。

二、无损压缩的优势

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1、100％的保存、没有任何信号丢失

正如之前所说，无损压缩格式就如同用Zip压缩文件一样，能100％的保存WAV文件的全部数据，这一点我们可以通过EAC的“WAV比较”功能来证明。将U2乐队的一首《BeautifulDay》抓轨保存成WAV格式，作为我们的原始文件。将这个WAV文件压缩成APE格式，再将APE文件解压缩成WAV格式。用EAC的“WAV比较”功能对这两个WAV文件进行数据对比，结果如图1，EAC没有报告有任何不一致！而如果是压缩成MP3再解压得到的WAV文件，对比原始WAV文件，则是从头到尾都不一致！有不少朋友希望能最大限度地能将CD“原版”拷贝到硬盘上，同时又想减少空间占用量，这在以前似乎只有320KbpsCBRMP3这一种解决途径了，不过那样也远不能做到100%！而现在，无损压缩格式的出现提供了一个几乎完美的解决方案。

2、音质高，不受信号源的影响

既然是100％的保存了原始音频信号，无损压缩格式的音质毫无疑问和原始CD是一样的!对比《BeautifulDay》的WAV格式和FLAC压缩格式的频谱图，你能看到有任何不同吗？同样，实际聆听也不可能有任何的不同！而有损压缩格式由于其先天的设计（需要丢失一部分信号），所以音质再好，也只能是无限接近于原声CD，要想真正达到CD的水准是不可能！而且由于有损压缩格式算法的局限性，在压缩交响乐等类型动态范围大的音乐时，其音质表现差强人意。而无损压缩格式则不存在这样的问题，任何音乐类型都通吃不误！

3、转换方便

无损压缩格式可以很方便地还原成WAV，还能直接转压缩成MP3、Ogg等有损压缩格式，甚至可以在不同无损压缩格式之间互相转换，而不会丢失任何数据。这一点比起有损格式可要强的多！因为有损压缩格式的二次编码（从一种有损格式转换成另一种有损格式，或者格式不变而调整比特率）意味着丢失更多的信号，带来更大的失真！

三、常见的无损源码格式

WAV

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WAV为微软公司(Microsoft)开发的一种声音文件格式，它符合RIFF(Resource Interchange File Format)文件规范,用于保存Windows平台的音频信息资源，被Windows平台及其应用程序所广泛支持，该格式也支持MSADPCM，CCITT A LAW等多种压缩运算法，支持多种音频数字，取样频率和声道，标准格式化的WAV文件和CD格式一样，也是44.1K的取样频率，16位量化数字，因此在声音文件质量和CD相差无几！

通常使用三个参数来表示声音，量化位数，取样频率和声道数。声道有单声道和立体声之分，取样频率一般有11025Hz(11kHz) ，22050Hz(22kHz)和44100Hz(44kHz) 三种，不过尽管音质出色，但在压缩后的文件体积过大！相对其他音频格式而言是一个缺点，其文件大小的计算方式为：WAV格式文件所占容量 = (取样频率 X 量化位数 X 声道) X 时间 / 8 (字节 = 8bit)

APE

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APE是Monkey‘s Audio提供的一种无损压缩格式。APE无疑是目前最著名的无损压缩格式，在国内应用得已经比较广泛了。它的压缩率相当优秀，而且效率高、速度快，综合能力绝对属于当今的佼佼者。广泛使用的Monkey‘sAudio制作软件也大大推动了该格式的普及。不过APE也存在不少的缺点，它的解码速度不够理想，只能在Windows平台上使用，封闭的源码也影响了它的支持性。

FLAC

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非常成熟的无损压缩格式，名气不在APE之下！FLAC是FreeLosslessAudioCodec的简称，该格式的源码完全开放，而且兼容几乎所有的操作系统平台。它的编码算法相当成熟，已经通过了严格的测试。该格式不仅有成熟的Windows制作程序，还得到了众多第三方软件的支持。此外该格式是唯一的已经得到硬件支持的无损格式，Rio公司的硬盘随身听Karma，建伍的车载音响MusicKeg以及PhatBox公司的数码播放机都能支持FLAC格式。

WV

WV既是WavPack。一种相当有特点的音频压缩格式，WavPack不仅仅是一个无损压缩格式，它还能同时作为有损压缩格式。在其独特的“hybrid”模式下，WavPack可以压缩成wv文件（有损压缩格式，大小一般相当于WAV文件的23％左右）＋wvc文件（修正文件，大小一般相当于WAV文件的41％左右）的组合。有了对应的wvc文件，有损压缩格式的wv文件就变成了无损格式，播放时和普通的无损压缩格式完全一样。如果为了减少文件体积，你可以去掉这个wvc文件，这时wv文件就变成有损格式了,播放起来和高比特率的MP3完全一样！WavPack同时包容了无损格式和有损格式，神奇吧？通过WavPackFrontend前台程序，我们可以方便地使用WavPack格式。

常见问题：

1、怎样将WV格式的文件里的曲目分离出来成独立的啊?

用GOLDWAVE或者全能音频转换通切割。

2、关于WV的有损、无损及格式转换 

默认单个压缩成wv是无损的。wavpack提供了另一种压缩模式,其实主页上写的很清楚.这种方式同时生成两个文件WV和WVC，其中WV是有损的，但是可以独立播放，同时，WVC是对其的补充，两者同时起作用的时候,播放或者还原为WAV的时候是无损的。这样，大约同等于单个WV尺寸的时候，你就有两种播放方式可选，无损或者有损的。也可以删除WVC只保留有损的WV。

这个格式不太流行，通用性不好，所以建议还是用APE或FLAC。

md5和sfv通常都是文件校验生成的，防止你下到的东西与人家发布的不一致(有损)，可以用相应的工具检验你的文件，然后对照人家发布的md5，如果一致就表明文件完全无损，Fpl通常是播放列表。

Ape压缩的那几个可选项其实不是音质调节，而是压缩比调节越高，压缩出的文件越小，但是压缩时间长，而且播放的时候解码也消耗更多的CPU资源。

无损的好处就是"无损"，就是说你把文件转换成标准未压缩WAV的时候,得到的是与原版完全一致的文件。(切忌转换时重新采样和任何EQ)

3、wv压缩率

是无损压缩音频格式FLAC、PAC、APE、WV的其中之一，压缩率是这四种格式的第二位。

4、如何播放

winamp需要插件才可以播放。（注：这种播放器可能已经过时）

http://www.wavpack.com/downloads.html

下面我再介绍一种音质极近似CD音质的压缩格式：ATRAC（有损压缩） 

自认为的优点就是在保证音质的情况下，最大程度的节省空间，可以作为一种无损的代替，它的音质比320k的mp3好N多。

简介：

MD的压缩格式，即Adaptive Transform Acoustic Coding，自适应声学转换编码技术。是一种有损压缩格式。是一项基于听觉心理学领域的研究和不损伤可闻声质量的数码音频译码压缩技术，对音乐资讯有效的进行压缩，压缩的比率为原来的五分之一，因为MD使用了ATRAC压缩技术，这样的压缩大大节省了许多空间，所以 CD的碟片要120mm大小，而MD只需64mm就可以录下74分钟的音乐。

原理： 

它是根据心里声学原理，把人耳所不能分辨的声音信号的强度、方位、音调、音色舍去，从而在一张容量不大的MD空白碟片上存储高品质的音乐。

ATRAC将16比特44.1KHz的数字信号以频率响应轴分成52个区段（在低频时分割较细而在高频时分割较粗），根据声音心理学的原理，将声音信号中人耳听不到和对人的听力影响不大的信息给剔除出去而达到缩小声音文件的目的。利用这种原理，ATRAC可以将录音的资料量压缩为原来的五分之一（即压缩比为1：5）。

特点 ：

ATRAC压缩技术主要是利用了人耳的蔽遮效应，在心理声学原理上，在进行音频录入的同时，有许多外部的频段同时也会被录入，当人耳同时听到两个不同频率、不同音量的声音时，音量较小的低频及音量较小的高频连同不为人耳所察觉的频段信号都会被自动减弱或忽略不予记录，因此又可以称为适应性变换声码技术，由于近年来编码压缩技术（ATRAC的版本）越来越成熟，所以经过编码解码过程后的声音仍直逼CD。

ATRAC格式虽然在算法上比MP3更优秀，但自身非常封闭，兼容性较差，导致市场接受度一直很低。

历史：

ATRAC家族至今有近10年的历史，而目前使用ATRAC/ATRAC3格式的产品包罗万象，从最早的MD机到目前NETWORK WALKMAN、手机、PDA等产品，各种产品线不断完善，而这一切都缘于一个主线——ATRAC/ATRAC3，这也是野心勃勃的电子巨人——索尼（SONY）公司手中最强的王牌。

首先我们来看看ATRAC的由来。20世纪80年代索尼公司与飞利浦（Philips）公司共同制订的CD（Compact Disc）格式虽然使得CD具有完美的音质，但由于CD的尺寸被限定为12cm，不太适合随身听，便携性方面远不如磁带随身听，而且CD是只读的，无法自行录制音乐。因此索尼看到了市场上的这一空白，决心开发一种全新的音频技术，而与SONY共同制定CD标准的飞利浦也有相同的想法，但在介质使用方面大家却存在很大的分岐，飞利浦仍然坚持走磁带路线，开发了DCC（Digital Compact Cassette）技术。在1989年，研制成功的可录性MO技术为索尼公司指明了方向，利用这种MO技术，可以让存储介质的体积进一步缩小，这就是64mm的MD（Minidisc）碟。1992年，索尼公司终于推出新一代便携式录放机——也就是我们今天所使用的MD随身听，而在MD中使用的压缩算法就是ATRAC。

ATRAC的底细：

ATRAC全称Adaptive TRansform Acoustic Coding（自适应声学转换编码），是一套基于心理声学原理的音响译码技术。它的主要任务的是：一、把16位、44.1kHz的立体声音频进行压缩；二、使硬件执行简单便宜，适合便携的播放和录制使用。

统计分析表明，声音信号中存在多种冗余度，编码时可以除去这些冗余从而减小文件体积，在解码时这些冗余可以再重新建立。而ATRAC技术就是利用人耳听觉的心理声学特性(频谱掩蔽特性和时间掩蔽特性)以及人耳对信号幅度、频率、时间的有限分辨能力，编码时凡是入耳感觉不到的成分不编码，不传送，即凡是对人耳辨别声音信号的强度、音调、方位没有贡献的部分(称为不相关部分或无关部分)都不编码和传送。除了在编码过程中使用这种心理声学特性，ATRAC算法还把它应用在时间-频率的分割过程中。通过结合子频带译码和转换译码技术，输入的信号被分析到不均匀的强调重要低音区域的频率分割。另外，ATRAC使用一个可变块长度改编输入的信号。这可以确保在稳定通过时高效的译码而不会在瞬时通过时影响时间的分辨率。ATRAC就是利用这些特点来工作的。可以说ATRAC充分利用了心理声学中的等响曲线、屏蔽、临界频带等原理，把音频数据减少到原来的1/5，而采样率为（位速率）285kbit/sec。正因为ATRAC压缩算法充分利用了人耳的遮蔽效应原理，所以音质直逼CD。更重要的是ATRAC加入了版权保护系统SCMS，在MD机上不允许二次数码复制，完全没有版权问题，这些正是ATRAC的成功之处。

凭借着ATRAC压缩算法和MD盘介质，索尼的MD终于打败了飞利浦的DCC，但这并不意味着MD就拥有了随身听市场，因为早期的MD机受ATRAC芯片所限，音质并不令人满意，在这里我们要分清ATRAC/ATRAC3算法与ATRAC芯片的关系，前者是压缩算法，后者是硬件编码/解码芯片。让我们来看看表1中各个ATRAC芯片版本的区别。

M4A

M4A只是苹果规范下的音频格式。M4A既有APPLE LOSSNESS这种无损的（ALAC），也有普通的有损AAC。或者说只需要把它看作是一种封装，而不是压缩。

1、如何辨别ALAC和AAC：

使用fb2k（Foobar2000）打开，左下角会显示何种编码，如果是ALAC，那就是无损，反之亦然。

 

以上转自：https://www.douban.com/group/topic/39760695/