数字音频文件格式与接口标准

数字音频文件格式与接口标准
WAV音频文件使用RIFF（Resource Interchange File Format 资源交换文件）的格式描述，由文件头和波形音频文件数据块组成
文件头包括标志符、语音特征值、声道特征以及PCM格式类型 标志等；数据块是由数据子块标记、数据子块长度和波形音频数据 3个数据子块组成
数字音频文件格式与接口标准
数字音频接口标准
多声道数字音频接口标准 MADI采用异步工作方式，音频信号的时钟和数据分开传输， 每个通道包含32个比特，其中24个比特分配给音频或由音频/非音 频标记定义的其他数据，另有4个比特用来表示二通道接口的有效 位（V）、用户数据位（U）、状态数据位（C）和奇偶校验位（P） 另4个比特用于模式确认 MADI光纤信号传输带宽是125M，用光纤来传输信号，没有压 缩，音质更好
声音媒体技术
四、数字音频文件格式与接口标准
Hale Waihona Puke Baidu
数字音频文件格式与接口标准
数字化音频格式的出现，是为了满足复制、存储、传输的需求
常用的数字音频格式主要有：WAV文件、VOC文件和MP3文件等
WAV文件
WAV文件又称波形文件，来源于对声音模拟波形的采样 WAV格式支持多种音频位数、采样频率和声道，是PC机上最 为流行的声音文件格式，但其文件尺寸较大，多用于存储简短的 声音片断 WAV文件的存储量计算 存储量（KB）= （采样频率KHZ×采样位数bit ×声道数×时间秒）/8
原来的音频分割成多个带有顺序标记的小数据包，每段信号流都具 有与其相关的优化比特率经过网络的实时传递后，在接收处将重新 按顺序组织这些数据包以提供播放
数字音频文件格式与接口标准
数字音频接口标准 音频接口是在传输音频信号的时候使用的接口，包括模拟方式 和数字方式的 AES/EBU标准 为专业用途制定的单线单向传输数字音频数据串行通信接口， 硬件方面，采用平衡方式传输，通过一条三芯XLR电缆传输两 个声道交织的数字音频信号，包括DATA、BCK、LRCK，DATA 是交替传输的左右声道数据，BCK是位时钟，LRCK是左右声道标 记时钟，用来识别DATA信号中左右声道数据，配SLR卡侬接口，阻 抗110欧姆
数字音频文件格式与接口标准
数字音频接口标准 数据结构 主要结构是子帧、帧和块，两个前后相连的子帧组成一个帧， 192个帧组成一个块 子帧（Sub-frames）结构里包含 4位的引导符、4位的辅助数 据、20位的音频数据 使用一条传输导线，信号的调制方法为双相标记编码，传输信 号中融合了时钟信号和音轨开始标记、资料辨认信息和时间等数据 信号，这种方法能够减小直流分量，并且可以从数据中恢复时钟成 份
数字音频文件格式与接口标准
RealAudio音频文件 ---- .RA/.RM/.RAM Real Networks公司采用了“音频流”技术开发的流媒体音频 （Streaming Audio）文件格式，具有压缩率高、生成文件较小的 优点，用来传输近乎CD音质的音频数据
RealAudio音频文件在传输过程中，内容数据被分割处理，将
数字音频文件格式与接口标准
无损压缩音频格式的特点 1、压缩比决定无损压缩文件所占存储空间 FLAC的压缩比为58.70%，而APE的压缩比则要更高一些，为 55.50%，都能压缩到接近源文件一半大小 2、编码速度考验用户的耐心，速度快者优 3、FLAC与APE都能兼容所有系统平台 4、自我纠错能力 FLAC的会以静音方式代替有损部分，APE以爆音方式代替有 损部分 压缩算法的基本过程： Interchannel Decorrelation ：信道相关性利用 X=(L+R)/2 Y=L-R Prediction：预测 Rise 编码:使用较少的数位来表示小的数目
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MPEG音频文件 ---- .MP1/.MP2/.MP3 有损压缩音频文件格式，分别具有4∶1、6∶1 ~ 8∶1和10∶1 ~ 12∶1的压缩比 采用ABR可变编码速率加差值参数的压缩方式 ，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 对低的比特流量，高频和大动态表现时使用高比特流量，可以让整 体音频都能达到接近CD听觉感受的音质要求 MP3格式文件播放，必须有相应的数字解码播放系统，通过专 门的软件进行解码，再还原成波形声音信号播放输出
WAV音频文件的特点 1、简单的编/解码 几乎直接存储来自模/数转换器(ADC)的信号、普遍的认同/支持 以及无损耗存储
2、需要占用较大的音频传输和存储空间
数字音频文件格式与接口标准
无损压缩音频文件
无损压缩是在保证不损失源文件所有码率的前提下，将音 频文件压缩的更小
1、APE 格式 能够做到真正无损，同时其开放源码的特性，虽然压缩比远低 于其他音频格式，但是突出的性能和快速的压缩速度任然得到广泛 的应用 2、FLAC 格式 编码算法相当成熟，已经通过了严格的测试，源码完全开放， 而且兼容几乎所有的操作系统平台
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数字音频接口标准 SPDIF标准 SONY和philips公司联合制定的为民用用途制定的数字音频数 据串行通信接口 在硬件方面，采用单端方式传输，信号幅度为0.5Vp-p，常用 的信号线为75欧姆同轴数码线 数据结构 采用与专业接口相同的信号数据形式，由于音源数字传输信号 的幅度有限，传输距离与声音数据的抗干扰性与同步性不高
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无损压缩音频格式的特点 1、压缩比决定无损压缩文件所占存储空间 FLAC的压缩比为58.70%，而APE的压缩比则要更高一些，为 55.50%，都能压缩到接近源文件一半大小 2、编码速度考验用户的耐心，速度快者优 FLAC与APE的编码速度都相差无几，这是因为两者的压缩技 术是开源的，开发者可以借鉴两者在编码上的不同优势进行开发 3、平台的支持决定普及度 FLAC与APE在这方面都能够兼容所有系统平台 4、自我纠错能力 FLAC的会以静音方式代替有损部分，APE以爆音方式代替有 损部分
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数字音频接口标准 多声道数字音频接口标准 MADI（Multichannel Audio Digital Interface）由Sony、SSL 和Neve联合开发，作为AES 3的延伸，定义为AES 10标准 适用于在同轴电缆或光缆上进行以线性表示的，取样频率范围 在32kHz~48kHz，分辨率达每通道24比特，可以在50米的距离内通 过一根带有BNC端口的电缆串行传输56个通道的线性量化（PCM） 音频数据