1.2  常用编解码技术介绍

通过前面的介绍，我们了解了常见的视频和音频格式。因为这些格式都是通过解码和编码技术来实现音频和视频播放功能的，所以编码和解码技术才是整个音频开发和视频开发的核心，也是本书的重点。在接下来的内容中，将简要介绍音频和视频编解码技术的基本知识。

1.2.1  音频的编码和解码（1）

处理音频数据的过程分为编码和解码两个过程，这两个过程的具体说明如下。

编码：把存放在波形文件里的数字音频数据转换为压缩的形式，也就是比特流的形式。

解码：把比特流重建为波形文件。

同一种音频文件可以支持多种编码格式，但是大多数音频文件仅仅支持一种音频编码。在现实中，常用的音频文件格式有如下两类。

(1) 无损格式：例如WAV、PCM、APE、TTA、FLAC和AU。

(2) 有损格式：例如MP3、OGG Vobis、WMA和AAC。

1．无损压缩格式

无损压缩格式是指毫无损失地将声音信号进行压缩的音频格式。现实中常见的MP3、WMA等都是有损压缩格式，它们与无损格式WAV相比，都丢失了相当多的信号，当然这也是它们能达到10%的压缩率的根本原因。而无损压缩格式得到的压缩文件还可以原成WAV文件，与作为源的WAV文件完全一样。无损压缩格式可以直接通过播放软件实现实时播放处理，使用起来与MP3等有损格式一模一样。由此可见，无损压缩格式能在不牺牲任何音频信号的前提下，减少WAV文件的体积。

可能有的读者禁不住会想，用ZIP和RAR压缩软件也能实现对视频文件的压缩啊。但是，ZIP和RAR压缩软件压缩之后的音频和视频，只有解压缩之后才能播放。而有损或无损压缩格式可以直接通过播放软件实现实时播放处理。

有损压缩、无损压缩和普通压缩的关系如图1-1所示。

图1-1  有损压缩、无损压缩和普通压缩的关系

由此可见，无损压缩的优势如下：

100%地保存源文件，没有任何信号丢失。

音质高，不受信号源的影响。

转换方便。

在无损压缩一个文件后，可以很方便地还原成WAV，也可以直接转压缩成MP3、WMA等有损压缩格式，也可以在不同的无损压缩格式之间进行互相转换，在转换过程中不会丢失任何数据。目前市面中比较常见的无损压缩格式有4种，下面将逐一介绍。

(1) 最著名的APE

APE是目前最著名的无损压缩格式，在国内的应用随处可见。APE效率高、速度快，综合能力首屈一指。读者可以从网络下载到大量的APE格式音乐，并且应用广泛的Monkey's Audio制作软件也极大地推动了APE的普及。

当然APE也有缺点，具体说明如下：

解码速度慢。

只能用在Windows平台。

封闭的源码影响了对它的支持性。

(2) 非常成熟的FLAC

FLAC是Free Lossless Audio Codec的简称，其名气不在APE之下。FLAC格式的源码完全开放，并兼容几乎所有的操作系统平台。FLAC的编码算法成熟，通过了种种严格的测试，并且在文件点损坏的情况下依然能够正常播放。另外，FLAC得到了众多第三方软件的支持，是唯一的得到硬件支持的无损格式。

(3) 相当有特点的WavPack

WavPack无损压缩格式可以同时作为有损压缩格式。在其独特的Hybrid模式下，WavPack可以压缩成如下格式的组合。

WV文件：是一种有损压缩格式，大小一般相当于WAV文件的23%左右。

WVC文件：是一种修正文件，大小一般相当于WAV文件的41%左右。

只要有对应的WVC文件，有损压缩格式的WV文件就变成了无损格式，在播放时与普通的无损压缩格式完全一样。

如果想减少文件的体积，我们可以删除组合中的WVC文件，这时WV文件就变成了有损格式，播放后的效果和高比特率的MP3完全一样。正是因为WavPack同时包容无损格式和有损格式，所以我们称之为一种相当有特点的格式。