音频编解码器比较 – MP3、AAC、AC3、WAV、WMA 和 Opus

在本文中，我将讨论和比较一些流行的音频编解码器的主要特性。特别是，我将重点关注从用户的角度（而不是从算法的角度）最相关的方面。

如果您一直想知道 MP3、AAC、AC3、WAV、WMA 和 Opus 之间到底有什么区别，那么本文适合您。

比特率

在我们开始之前注意“比特率”。编解码器的比特率是指它用于编码一秒原始音频的（平均）比特数。比特率以 kbps（每秒千比特）为单位表示。一千比特是 1,000 比特。大多数情况下，比特率是编码期间的可调参数。

比特率很重要，因为它直接影响编码文件的大小（在存储应用中）和音频传输所需的网络带宽（在流媒体和广播应用中）。比特率越低，编码音频的大小和网络带宽要求就越低。

现在让我们直接来看一些流行编解码器的特性。

MP3 是迄今为止最著名的音频编解码器，在大众的想象中几乎是数字音频的代名词。MP3 在 90 年代迎来了数字音频革命。

MP3 在 1993 年被 ISO 标准化为 MPEG-1 Audio Layer III。

MPEG-2（第 3 部分）包括对 MP3 的扩展，支持较低的采样率（16、22.05、24 kHz）和高达 5.1 的通道。但是这些采样率丢弃了大量的人类可听频率（即分别高于 8、11.025 和 12 kHz）。因此，它们不适用于所有类型的音频。

现在介绍有关 MP3 的一些事实。

支持的采样率 (kHz)	32、44.1、48（MPEG-1）；16、22.05、24 (MPEG-2)
推荐比特率	48 kHz 立体声为 128 kbps 或更高；支持高达 320 kbps
支持的最大通道数	立体声; 5.1 仅在比特率低于 32 kHz 的 MPEG-2 中受支持
标准化	ISO/IEC 11172-3 (MPEG-1) ISO/IEC 13818-3 (MPEG-2)
专利/特许权使用费	免费使用（所有专利均已过期）
容器	MP4、MPEG-1、ADTS、3GP
解码器支持	广泛可用; 几乎所有网络浏览器和消费类音频设备都支持 MP3
常见应用	互联网上的音乐和音频、个人音频设备

ISO 在 MPEG-2 和 MPEG-4 中将 AAC 标准化为 MP3 的继承者。AAC 是高级音频编码的缩写。AAC 具有多项改进和新的编码技术，可以在相同的音频质量下显着提高比 MP3 的比特率。另一种看待这一点的方式是，AAC 在相同的比特率下提供比 MP3 更好的音频质量。

AAC 比 MP3 更通用。它支持范围更广的采样率、比特率和通道数。它还具有用于不同用例和应用程序的各种变体。一些变体是 AAC LC（低复杂性）、AAC Main、AAC LD（低延迟）和 HE-AAC（高效率）。

支持的采样率 (kHz)	8 至 192
推荐比特率	48 kHz 立体声为 96 kbps 或更高；支持任意比特率
支持的最大通道数	多达 48 个通道
标准化	ISO/IEC 13818-7 (MPEG-2) ISO/IEC 14496-3 (MPEG-4)
专利/特许权使用费	OEM 和最终用户软件供应商（例如，媒体播放器）需要向专利持有人支付专利使用费
容器	MP4、ADTS、3GP
解码器支持	广泛可用; 大多数网络浏览器和消费类音频设备都支持 AAC
常见应用	互联网上的音乐和音频、个人音频设备；数字广播（广播和电视）

AC3 是杜比的音频编解码器。杜比为 AC3 使用市场名称“Dolby Digital”。在电影院、家庭影院和广播中，杜比数字几乎是“环绕声”的代名词。

杜比数字 (Dolby Digital) 支持多达 5.1 声道——左、右、中、左环绕、右环绕和一个低频增强声道。环绕声声道使制作人能够从听众周围的任何方向产生声音感。

杜比将 AC3 升级为 EAC3。EAC3 支持 7.1 声道。杜比将 EAC3 称为“Dolby Digital Plus”。AC3 程序将在支持 EAC3 的设备和软件上播放。

杜比技术使音频适应播放设备上的实际扬声器数量。因此 AC3 和 EAC3 可以在杜比认证的立体声设备上正常播放。

支持的采样率 (kHz)	32, 44.1, 48
推荐比特率	48 kHz、5.1 声道音频为 192 kbps 或更高；立体声 96 kbps 或以上
支持的最大通道数	AC3 中的 5.1；EAC3 中的 7.1
标准化	ATSC A/52:2012 的附件E，以及ETSI TS 102 366 V1.2.1 (2008–08)的附件 E
专利/特许权使用费	AC3可免费使用（所有专利均已过期）；EAC3产品需要杜比授权
容器	MP4、CFF、UltraViolet
解码器支持	HD DVD 播放器、蓝光光盘播放器、数字电视、Apple 设备、MS Edge (Windows 10)、FFmpeg、Netflix、Vudu、Amazon Fire TV、许多智能手机
常见应用	电影院、数字电视、AVR、HD DVD、蓝光光盘、OTT 流媒体

Opus是一种开源、免版税的音频编解码器，专为交互式音频应用程序（VoIP、视频会议等）而设计。根据设计，它是音频编解码器中延迟最低的之一。

Opus 是 SILK（Skype 的语音编解码器）和 CELT（Xiph.org 的音频编解码器）的组合。它支持三种模式——仅 SILK、仅 CELT 和混合（SILK 和 CELT 的组合）。模式是根据被编码的内容来选择的。它甚至允许在流中间的模式之间切换。

Opus 在 2012 年被 IETF 标准化后，人气稳步上升，目前在互联网和 VoIP 应用中得到广泛支持和使用。WhatsApp 使用 Opus 作为其 VoIP 编解码器。

Opus 仅支持单声道和立体声通道。

支持的采样率 (kHz)	8、12、16、24 或 48 kHz
推荐比特率	48 kHz 立体声为 96 kbps 或更高；支持 6 kbps 到 510 kbps – 在较低的比特率下通常优于 AAC 和 MP3
支持的最大通道数	立体声
标准化	IETF（互联网工程任务组）的 RFC 6716
专利/特许权使用费	免费使用，开源
容器	MP4、Ogg、WebM、MPEG-TS
解码器支持	几乎适用于所有广泛使用的浏览器、操作系统和媒体播放器；Opus 支持在 WebRTC 实现中是强制性的
常见应用	VoIP，实时互动通讯

WAV 是波形音频文件格式的缩写。它不是编解码器。它是一种音频文件格式，通常用于存储未压缩的音频。它属于 RIFF 文件格式家族。

有关采样率、通道数和位深度的信息是 WAV 文件头的一部分（或准确地说是fmt sub-chunk）。它支持这些参数的任何值（适合分配的位数）。

它在音频专业人士中很受欢迎，因为它尽可能接近原始录制的音频。它在专业音频编辑软件和媒体播放器中得到广泛支持。由于数据量大，它不适合消费者或最终用户应用程序。

WMA（Windows Media Audio）是 Microsoft 开发的专有音频编解码器系列。WMA 是Microsoft Media Foundation的一部分。它旨在成为我们上面讨论的更广泛支持的编解码器的竞争对手。

WMA 系列包含四种编解码器——WMA、WMA Pro、WMA Lossless 和 WMA Voice。虽然 WMA 最多可以包含 48 kHz 立体声，但 WMA Pro 最多支持 7.1 声道和采样率高达 96 kHz。WMA 比 WMA Pro 更常用。

大多数适用于 Windows 操作系统的媒体播放器都可以播放 WMA 文件。它们包括 Windows Media Player（当然！）、VLC、Media Player Classic (MPC) 系列、Winamp 和 RealPlayer。

WMA 编码可以使用 Windows Media Foundation、Windows Media Player、Windows Movie Maker、RealPlayer 和 Adobe Audition 等进行。

支持的采样率 (kHz)	8、11.025、16、22.05、32、44.1、48、88.2、96（仅限 WMA Pro 中的 88.2 和 96）
推荐比特率	128 kbps 或更高的 48 kHz 立体声（取决于编码器，第三方编码器实现也可用）
支持的最大通道数	立体声（WMA）；7.1 (WMA 专业版)
标准化	所有权
专利/特许权使用费	专有技术；授权给第三方
容器	ASF
解码器支持	适用于 Windows 操作系统的大多数软件媒体播放器
常见应用	Windows 设备上的语音、音乐和音频播放；OTT 流式传输到 Windows 设备