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HIFI的压缩率跟编码方式

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操作步骤:

我们看看压缩率,先看看下面的一些例子:





128kbps和320kbps下音频文件容量大小相比



同一首歌采用不同的比特率进行传输,存储容量大小可以相差接近5MB。这还只是有损格式(.mp3格式)的歌曲之间对比,我们看看无损格式和有损格式的歌曲存储容量可以相差多少?





有损音乐和无损音乐间所占空间区别



我们再看看四种常见无损格式音频之间的存储容量对比,如下图所示:





无损音乐所占空间还是挺大的



如上图所示,这三种无损音频在Windows中并没有显示出比特率,由于三首歌曲并不相同,所以不同格式文件之间容量大小不具有可比性,但是相比普通那些MP3歌曲,无损音频所占系统容量还是挺大的。当然,在某些手机系统的音乐播放器中,我们还是能够看到这些无损音频的比特率究竟是多少。





在音乐播放器可以看到比特率(码率)



最后一种无损音频格式WAV曲目,我们能够从Windows系统中直接看到它的比特率。拥有更高比特率的WAV文件正好解释了为什么无损音频相比有损音频的容量更大。





MP3和WAV两种文件格式的区别



那么什么是比特率呢?根据百度百科定义,比特率就是指每秒传送的比特(bit)数,单位是bps(bit per second)。比特率越高,每秒钟能够传送更多的二进制信息。作为消费者,我们只需要分清楚下面这四个专业术语的关系即可:压缩率、码率、比特率和采样率。



码率和比特率其实就是同样的意思,而压缩率就是决定码率/比特率的关键因素,压缩率越高,码率/比特率就会越低,丢失的细节就会越多,一般来说,有损格式的算法都会选择将中高频细节进行删减,因为那部分的细节丢失,对于一般人耳朵来说都是察觉不到的,不排除“金耳朵”可能会察觉到。这就是Hi-Fi界前辈让我们多听无损格式、高码率的音乐的原因。



FLAC、APE、WAV这些无损音源几乎没有经过压缩,或者只是压缩得很少,所以能够尽量地保留着录音时候原汁原味的音质。这就是指它们的压缩率低,码率高,而不是指采样率。采样率上文已经介绍过,分为采样速度和量化位数,192kHz和32bit这些数字才是属于采样率的,320kbps这种数字则是属于压缩率的。



高采样率的音频文件用高压缩率进行加工之后,生成的MP3文件经常被吐槽音质差,问题不是出在采样阶段,而是在压缩阶段。同样地,低采样率的音频文件无论用什么无损格式进行保存,最终生成的音乐文件还是音质比较差。采样率和压缩率就好比食材和厨师,食材新鲜,还需要厨师手艺赞,两者缺一不可。



DSD和PCM两种编码方式



众所周知,APE、FLAC和WAV三种无损格式的音频采用的是PCM编码,而第四种常见无损音频格式经常被人误称为DSD,其实DSD只是编码方式,和PCM对应,而DSD编码下生成的DIFF/DFF音频文件才是第四种常见无损音频格式,后缀为.dff。之前和各位介绍过,DFF这种音频格式是飞利浦和索尼合作的产物,索尼那边一般改称为DSF文件,其实都是指同一种无损音频格式。





几种常见无损音频格式之间关系



几种常见无损音频格式之间关系如上图所示,下面我们重点介绍一下PCM和DSD编码之间区别。



excel大伙肯定会用,每个刚开始接触excel表格软件的伙伴们都会遇到如何区分绝对地址和相对地址的困惑,在公式中输入地址时候,如果你输入的是A1、B1这些具体的单元格名称,那么调用的将会是相对地址,而在A1、B1的字母和数字前面加上$符号之后,生成的$A$1、$B$1就会是绝对地址。那么我们延伸一下,将相对地址延伸到相对位置,绝对地址延伸到绝对位置概念。





绝对位置(地址)和相对位置(地址)区别



小明、小吉、小白、小黑排成一列,国哥想插进入这条队列,指挥官开始指示国哥应该插到哪里,我们先看看绝对地址(绝对位置)的情况,指挥官发出指令,请国哥插入到A5这个位置,或者让国哥插入到A4这个位置,小黑同学往A5这个位置挪动。



我们再来看看相对地址(相对位置)的情况,指挥官这次换了一种表达方式,请国哥插入到小明同学后面的第四个位置,或者让国哥插入到小明同学后面的第三个位置,原位置那位同学往后挪动一个位置。



看完上面这个例子,相信各位读者对绝对位置和相对位置的区别应该有所了解,接着我们套进去PCM和DSD编码中解释一下,上文我们提及到,经过了采样和量化两个步骤之后接着进入编码过程,PCM编码讲求的是将每一个点用绝对位置的坐标记录在直角坐标系中,DSD编码则是强调每一个点相对于上一个点发生的位置改变,很明显,前者是指绝对位置,后者是指相对位置。



简而言之,经过采样、量化和编码之后,无论是PCM那种绝对位置的描点,还是DSD那种相对位置的描点,最终将这些点连成一条折线的时候,我们能够发现其实都是一种用折线逼近曲线的方法,也就是用数字信号描述模拟信号的方式。


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