FFmpeg 基础库(二)音频格式 (2)

Jukebox
6.0 在 128Kbps 的频率下编码一首 3 分钟的歌曲,得到 2.82MB 的 MP3 文件。采用缺省的 CBR(固定采样频率)技
术可以以固定的频率采样一首歌曲,而 VBR(可变采样频率)则可以在音乐“忙”的时候加大采样的频率获取更高
的音质,不过产生的 MP3 文件可能在某些播放器上无法播放。把 VBR 的级别设定成为与前面的 CBR 文件的音质
基本一样,生成的 VBR MP3 文件为 2.9MB。
MP3 是到 2008 年止使用用户最多的有损压缩数字音频格式了。它的全称是 MPEG(MPEG:
MovingPictureExpertsGroup)AudioLayer-3,刚出现时它的编码技术并不完善,它更像一个编码标准框架,留待人们
去完善。早期的 MP3 编码采用的的是固定编码率的方式( CBR),看到的 128KBPS,就是代表它是以 128KBPS 固
定数据速率编码——你可以提高这个编码率,最高可以到 320KBPS,音质会更好,自然,文件的体积会相应增大。
因为 MP3 的编码方式是开放的,可以在这个标准框架的基础上自己选择不同的声学原理进行压缩处理,所以,
很快由 Xing 公司推出可变编码率的压缩方式( VBR)。它的原理就是利用将一首歌的复杂部分用高 bitrate 编码,简
单部分用低 bitrate 编码,通过这种方式,进一步取得质量和体积的统一。当然,早期的 Xing 编码器的 VBR 算法很
差,音质与 CBR(固定码率)相去甚远。但是,这种算法指明了一种方向,其他开发者纷纷推出自己的 VBR 算法,
使得效果一直在改进。目前公认比较好的首推 LAME,它完美地实现了 VBR 算法,而且它是是完全免费的软件,
并且由爱好者组成的开发团队一直在不断的发展完善。
而在 VBR 的基础上, LAME 更加发展出 ABR 算法。 ABR( AverageBitrate)平均比特率,是 VBR 的一种插值
参数。 LAME 针对 CBR 不佳的文件体积比和 VBR 生成文件大小不定的特点独创了这种编码模式。 ABR 在指定的
文件大小内,以每 50 帧( 30 帧约 1 秒)为一段,低频和不敏感频率使用相对低的流量,高频和大动态表现时使用
高流量,可以做为 VBR 和 CBR 的一种折衷选择。
MP3 问世不久,就凭这较高的压缩比 12:1 和较好的音质创造了一个全新的音乐领域,然而 MP3 的开放性却最
终不可避免的导致了版权之争,在这样的背景之下,文件更小,音质更佳,同时还能有效保护版权的 MP4 就应运
而生了。 MP3 和 MP4 之间其实并没有必然的联系,首先 MP3 是一种音频压缩的国际技术标准,而 MP4 却是一个
商标的名称。

MPEG-4
MPEG-4 标准是由国际运动图像专家组于 2000 年 10 月公布的一种面向多媒体应用的视频压缩标准。它采用了
基于对象的压缩编码技术,在编码前首先对视频序列进行分析,从原始图像中分割出各个视频对象,然后再分别对
每个视频对象的形状信息、运动信息、纹理信息单独编码,并通过比 MPEG-2 更优的运动预测和运动补偿来去除连
续帧之间的时间冗余。其核心是基于内容的尺度可变性(Content-basedscalability),可以对图像中各个对象分配优先
级,对比较重要的对象用高的空间和时间分辨率表示,对不甚重要的对象(如监控系统的背景)以较低的分辨率表示,
甚至不显示。因此它具有自适应调配资源能力,可以实现高质量低速率的图像通信和视频传输。 MPEG-4 以其高质
量、低传输速率等优点已经被广泛应用到网络多媒体、视频会议和多媒体监控等图像传输系统中。中国内外大部分
成熟的 MPEG-4 应用均为基于 PC 层面的客户端和服务器模式,应用在嵌入式系统上的并不多,且多数嵌入式
MPEG-4 解码系统大多使用商业的嵌入式操作系统,如 WindowsCE、 VxWorks 等,成本高、灵活性差。如以嵌入式
Linux 作为操作系统不仅开发方便,且可以节约成本,并可以根据实际情况进行裁减,占用资源少、灵活性强,网
络性能好,适用范围更广。

MIDI

MIDI( Musical Instrument Digital Interface)格式被经常玩音乐的人使用, MIDI 允许数字合成器和其他设备交
换数据。 MID 文件格式由 MIDI 继承而来。 MID 文件并不是一段录制好的声音,而是记录声音的信息,然后在告诉
声卡如何再现音乐的一组指令。这样一个 MIDI 文件每存 1 分钟的音乐只用大约 5~10KB。 MID 文件主要用于原始
乐器作品,流行歌曲的业余表演,游戏音轨以及电子贺卡等。 .mid 文件重放的效果完全依赖声卡的档次。 .mid 格
式的最大用处是在电脑作曲领域。 *.mid 文件可以用作曲软件写出,也可以通过声卡的 MIDI 口把外接音序器演奏的
乐曲输入电脑里,制成*.mid 文件。

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