2017無損格式FLAC與APE技術研究?

在音訊壓縮領域,有兩種壓縮方式,分別是有失真壓縮和無失真壓縮!我們常見到的MP3、WMA、OGG被稱為有失真壓縮,有失真壓縮顧名思義就是降低音訊取樣頻率與位元率,輸出的音訊檔案會比原檔案小。另一種音訊壓縮被稱為無失真壓縮,也就是我們今天所要說的主題內容。無失真壓縮能夠在100%儲存原檔案的所有資料的前提下,將音訊檔案的體積壓縮的更小,而將壓縮後的音訊檔案還原後,能夠實現與原始檔相同的大小、相同的位元速率。目前無失真壓縮格式有APE、FLAC、WavPack、LPAC、WMALosslessAppleLossless、La、OptimFROG、Shorten,而常見的、主流的無失真壓縮格式目前只有APE、FLAC。下面就針對這兩種無失真壓縮格式進行一下對比!

APE是Monkey's Audio,一種無失真壓縮格式。這種格式的壓縮比遠低於其他音訊格式,但能夠做到真正無損,同時其開放原始碼的特性,也獲得了不少音樂發燒友的青睞。在現有不少無失真壓縮方案中,APE是一種有著突出效能的格式,令人滿意的壓縮比以及飛快的壓縮速度,在國內應用比較廣泛,成為了不少朋友私下交流發燒音樂的選擇之一。

目前,基於國產炬力ATJ 2097解碼晶片的MP3大廠中,已有廠商如:昂達的VX939、臺電科技的 C133+ 支援APE格式!

FLAC是Free Lossless Audio Codec的簡稱,是一種非常成熟的無失真壓縮格式,名氣不在APE之下!該格式的原始碼完全開放,而且相容幾乎所有的作業系統平臺。它的編碼演算法相當成熟,已經通過了嚴格的測試,當在編碼損壞時依然能正常播放。另外,該格式是最先得到廣泛硬體支援的無損格式,世界知名數碼產品如:Rio公司的硬碟隨身聽Karma,建伍的車載音響MusicKeg以及PhatBox公司的數碼播放機都能支援FLAC式。

目前採用快閃記憶體晶片的隨身聽還少有支援FLAC無失真壓縮格式,但就在近日,國內知名廠商臺電科技的 TL-T19 ( 資料 文章 價格 評論 )第二代雙核心電影MP3,已經宣佈對FLAC無失真壓縮格式的支援,這是國內目前為止第一款支援FLAC無失真壓縮格式的電影MP3,也是目前世界上少有的幾款支援FLAC音樂的快閃記憶體MP3。

前面已經說明,無失真壓縮是在保證不損失原始檔所有位元速率的前提下,將音訊檔案壓縮的更小,也就是說這兩種音訊格式都能保證原始檔位元速率的無損。但兩種壓縮格式畢竟為兩種壓縮演算法,下面列舉一下兩種壓縮格式的異同點:

相同點:

一、壓縮比決定無失真壓縮檔案所佔儲存空間。

FLAC與AEP的壓縮比基本相同,FLAC的壓縮比為58.70%,而APE的壓縮比則要更高一些,為55.50%,都能壓縮到接近原始檔一半大小。

二、編碼速度考驗使用者的耐心,速度快者優。

非常值得讚揚的是,FLAC與APE的編碼速度都相差無幾,這是因為兩者的壓縮技術是開源的,開發者可以借鑑兩者在編碼上的不同優勢進行開發,不過目前編碼速度最快的是WavPack和Shorten兩種無失真壓縮格式,但這兩種格式的非開源性限制了其普及。

三、平臺的支援決定普及度

音訊壓縮不但需要硬體的支援,也需要的軟體的支援,因此能夠被更廣泛的平臺支援,也就意味著被更多使用者使用。FLAC與APE在這方面做的都非常出色,能夠相容所有系統平臺,現在無論您是Windows使用者還是眾多版本的Linux使用者,哪怕您是Mac OS的忠實FANS,都無需擔心無法使用FLAC或APE。

四、兩者的開源特性,完全免費的技術

兩者的開源特性,意味著任何組織或個人都可以免費使用這兩種壓縮技術,任何組織或個人都可以修改和釋出基於這兩種技術的新產品,這給眾多MP3廠商降低成本提供了有力保障,且消費者也能夠以相對低廉的價格購買到只有世界級MP3(例如:iPod支援ALAC)才支援的無失真壓縮音訊、CD級的音質表現!

不同點:

一、自我糾錯能力,誰更人性化?

很多消費者都經歷過MP3的爆音問題,然後歸咎於MP3質量有問題,其實,很大一部分爆音是因為音訊壓縮過程中,編碼的微小損壞,造成在解碼時,處理出來的資料與音訊不一致,導致爆音現象。無損格式壓縮的不好也會導致編碼損壞,而在處理這種問題時,FLAC的會以靜音方式代替有損部分,而APE的處理則與常見的有失真壓縮格式處理的方式相同,以爆音方式代替有損部分。這一點FLAC設計的更人性化!

二、優化的編碼結構,決定了解碼的速度!

由於編碼方式的不同,將影響兩種無失真壓縮格式的解碼速度,通常FLAC的解碼速度比APE快30%,這是因為,FLAC只需執行整數運算,而無需執行佔用系統更高頻率和更大資料處理量的浮點運算。基於這一點,一般硬體均可完美實現實時解碼。

三、方便的資源獲取,意味著能夠得到更廣泛的應用與支援

無論FLAC還是APE,在資源獲取上,兩者都能通過網路搜尋輕鬆獲得!

2017無損格式FLAC與APE技術研究

2017無損格式FLAC與APE技術研究

注意事項

通過以上的對比,相信很多使用者對FLAC和APE的認識更加深了一些,單從技術角度講,FLAC要明顯比APE優秀,原因在於,FLAC是第一個開源的且被世界公認的無失真壓縮格式,有來自世界各地的頂尖級開發高手對FLAC進行免費的開發與技術完善,同時,FLAC有廣泛的硬體平臺的支援,幾乎所有采用行動式設計的高階解碼晶片都能夠支援FLAC格式的音樂,FLAC第三個優勢在於:優秀的編碼使得硬體在解碼時只需採用簡單的整數運算即可,這將大大降低所佔用的硬體資源!不過兩種公開的技術具有極強的互補性,任何一方都不可能全面超越另一方!

格式, 速度, 技術, 音訊, 編碼,
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