当您考虑在线流媒体内容时,您可能会把注意力集中在视觉方面,如高比特率或最新的编解码器,但这只是获得卓越视频体验的一半。任何流媒体视频的音频质量都会影响您的客户是否能度过一个愉快的电影之夜。
在这篇文章中,我们将讨论音频编码一些基本知识,比如什么是编解码器,常见的音频编解码器,音频编码的优点、最常见编解码器格式的优缺点,以及最好的音频编解码器(或许)及选择注意事项。
什么是编解码器?
编解码器是编码器和解码器的组合。编解码器是对多媒体文件进行编码和解码的标准,以特定格式表示数据。
编解码器要做的第一件事就是对视频或音频文件进行编码。对于有损编解码器来说,这涉及从原始或未压缩的音频文件中删除 “额外 “信息,以减小文件大小,同时保持尽可能高的质量。这一过程涉及一系列复杂的数学函数。
编解码器的第二个作用是解码,本质上就是回放已编码的视频或音频文件。可以把它看作是将编码步骤中的数学运算反过来。
简而言之,音频编解码器是一种协议,用于在传输过程中压缩数字音频以节省空间,然后解码以与视频一起播放。
音频编码的优势
如果您的应用程序提供音频或视频(甚至静态图像),了解您的编码选项是非常有用的。例如,如果您了解不同音频/视频编解码器的规格以及每种编解码器的最佳使用情况,您就有可能改善网络连接不佳的用户的使用体验。
以下是音频编码的一些优势:
- 所需存储空间更少: 编码后的数据文件更小,因此可以节省存储空间。如果您有大量数据需要存档,这将是理想之选。
- 数据通过网络发送的速度更快: 编码消除了数据中的冗余,因此文件的大小同样会小很多。这样,即使在网络连接不好的情况下,输入速度也会更快。
- 编码文件消耗的资源更少: 它们减少了机器所需的资源,比如在听音频文件时所需的 RAM 和处理能力。
- 适应性强: 不同的编解码器格式适用于不同类型的项目。例如,AAC 编解码器可以借助联合编码使用不同的频率范围,以获得更高的质量、更小的文件大小,或者最好两者兼得。更高级的发烧友在播放音频时会注意到并欣赏到这些变化。
对音频文件进行编码是视频编码工作流程的重要组成部分,但正如视频有许多类型的编解码器一样,音频也有许多可供选择的编解码器。
常用音频编解码器有哪些
在选择编解码器时,有一点很重要,那就是它所支持的设备和服务。有些流媒体服务支持一种音频编解码器,但不支持另一种。有些能提供更好的质量,有些则主要侧重于压缩。请记住,您需要在质量和支持之间取得平衡。
有鉴于此,让我们来了解一些最常见、支持最好的音频编解码器。
MP3
MP3 是 MPEG-2 Audio Layer 3 的缩写。作为最常见、最著名的音频格式,MP3 彻底改变了数字音频格式。它的文件比以前的格式小得多,可以在互联网上流式传输和下载。
MP3 是一种支持良好的编解码器,您几乎可以在任何在线或桌面媒体播放器上运行 MP3 文件,如 QuickTime、VLC 媒体播放器和 Kodi。
AAC
AAC 是高级音频编码的缩写。AAC 是在 MP3 格式成功的基础上发展起来的,并提高了压缩效率。与大多数流行的编解码器一样,AAC 是有损压缩,但它能在有限的带宽内提供非常好的音频质量,尤其是与 MP3 相比。
它是一种闭源格式,但可能是目前互联网上使用最广泛的音频编解码器。大多数视频流平台都支持它。
AIFF
AIFF 是 Audio Interchange File Format(音频交换文件格式)的缩写,由苹果公司开发。AIFF 文件非常大,一分钟的标准音频录音约为 10 MB。
大多数 AIFF 文件包含 PCM(脉冲编码调制)格式的未压缩音频。AIFF 文件只是 PCM 编码的包装,因此更适合在 Mac 系统上使用。不过,Windows 通常也能顺利打开 AIFF 文件。
FLAC
FLAC 是 Free Lossless Audio Codec(免费无损音频编解码器)的缩写。也许这个名字有点拗口,但自 2001 年推出以来,它已迅速成为最流行的无损格式之一。请注意,无损编解码器在压缩文件时会保留所有信息。
FLAC 可以在不丢失大量数据的情况下压缩音频文件。更棒的是,它是一种开源、免版税的音频文件格式。
大多数主要服务和普通设备都支持 FLAC,它是 MP3 音乐的主要替代格式。基本上,你只需一半的文件大小,就能获得未经压缩的原始音频的全部质量。问题是文件仍然相当大。如果你想节省空间,这不是更好的选择。
Ogg(Vorbis)
Ogg 并不是一个花哨的缩写,它只是一个或多个编解码器的容器格式。Vorbis 是一种免费的开源有损压缩格式,经常与 Ogg 容器一起使用,专门用于在高质量和高效率流媒体之间取得平衡。它的性能明显优于大多数其他有损压缩格式(这意味着它能以较小的文件大小获得同等的音频质量)。
由于 Vorbis 是免费的,它已被许多商业和非商业媒体播放器采用,包括 Spotify。
Opus
与它的前身 Vorbis 一样,Opus 也不是缩写,也是一种免费的开源有损格式,由 Vorbis 的创建者克里斯托弗-蒙哥马利(Christopher Montegomery)(和 Xiph.org)开发。Opus 的范围比 Vorbis 更大,因为它支持所有可用的音频文件(包括音乐、语音和实时语音通信)。它包含所有主要的音频容器: Ogg、Matroska、WebM、MPEG-TS。
Opus 在音频压缩方面几乎无所不能,但它的缺点是复杂性和对 CPU 的要求,这限制了它目前的实现。尽管如此,Opus 已迅速被大多数主流操作系统广泛采用,如 WhatsApp、Android、iOS、Windows 和 Playstation。
音频编解码器哪个好
在这里列出的常用编解码器中,AAC 是大多数情况下的最佳音频编解码器。它受多种设备和流媒体服务的支持,与 MP3 相比具有音频质量更好的优势。
随着 Opus 的广泛流行,这种情况可能很快就会改变。不过,硬件的变化没有软件快,所以广泛的设备支持可能还需要几年时间。对于网络视频来说,AAC 是目前用于直播流和视频点播的最佳音频编解码器。
高质量音频编码的其他注意事项
当然,音频编码不仅仅是找到正确的编解码器那么简单。为了更全面地了解情况,并真正理解音频编码为何与视频编码同等重要,让我们来考虑一下确保高质量音频编码的其他几个方面。
采样率
采样率表示每秒记录音频片段的频率。采样频率的单位是赫兹(Hz)或千赫兹(kHz)–每秒 44100 次采样可表示为 44100 Hz 或 44.1 kHz。
对于数字录音而言,采样率与视频的帧频相当。采集的音频数据(样本)越多,录制的数据就越接近原始音频。
Bit Depth(位深度)
位深度衡量的是每个样本中捕捉到的比特数量。因此,位深度越高,实际模拟音源的表达就越准确。
最低的位深度只有两个选项来衡量声音的准确性:0 表示完全无声,1 表示总音量。位深度越高,编码的声音就越准确。例如,一张标准的 16 位音频 CD 可提供 216(或 65536)个值。
比特率
比特率是指在给定时间内处理的数据量。比特率的常用测量方法包括 kbps(千比特/秒)和 mbps(兆比特/秒)。高比特率本身并不一定意味着高质量,还需要考虑其他因素,如网速。但除此之外,比特率越高,通常流媒体体验就越清晰。
推荐的视频音频比特率编码标准包括:
- 恒定比特率(CBR): 在整个播放过程中保持比特率不变。CBR 通常比 VBR 编码更快,但会占用更多空间。
- 可变比特率(VBR): 不同的比特率用于对需要更多数据的更复杂区域进行音频编码。尽管编码时间较长,而且缺乏软件和硬件的支持,但 VBR 的存储质量比要好得多。
- 平均比特率 (ABR): VBR 的一个子集。编码器通过具有较低和较高比特率的数据块来实现平均比特率。
在编码过程中,音频编码不容忽视,应特别关注音频编码的技术方面并针对您的用例进行优化,可以大大有助于确保您提供的音视频的整体质量。
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