iOS音頻系列(四)--音頻的文件格式和數(shù)據(jù)格式

2019-11-14 11:13:00

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供稿：網(wǎng)友

在音頻開發(fā)中 .WAVs和.MP3有什么不同呢,或者還有的.AAC和.CAF之前又有什么區(qū)別呢,這些概念在這篇文章以后應該會有一定的理解.

文件格式和數(shù)據(jù)格式

如果要理解每一個音頻文件,就需要了解它的兩個部分的內(nèi)容:文件格式和數(shù)據(jù)格式.文件格式又稱為音頻容器,數(shù)據(jù)格式又可以認為是編碼格式.

文件格式(音頻容器)描述的是存儲在文件系統(tǒng)的文件的本身,而存儲在文件中的音頻數(shù)據(jù)是可以被編碼成各種各樣的格式的.比如,我們常見的CAF文件是一個文件格式(音頻容器),它可以用來存儲音頻編碼格式為MP3,LPCM或者其他的音頻編碼格式.

音頻數(shù)據(jù)格式(音頻編碼)

這里先來理解音頻編碼,在音頻相關的內(nèi)容中,音頻編碼是最重要的.

iphone中支持的音頻格式如下:

AAC: 被設計用來取代MP3音頻編碼的.它會壓縮原來的聲音,因此會減少存儲空間.實際中ACC比MP3更好的壓縮率.

AMR: AMR是一個編碼格式用于壓縮語音的音頻編碼格式.

linear PCM: 是標準的線性脈沖編碼,一般是將模擬聲音轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號,這是一個未壓縮的音頻格式.由于是未壓縮的音頻編碼格式,因此播放時候用這種格式最是最好的選擇,但是會占用過多的空間.

MP3: …

IMA4: …未壓縮

…

該選哪個數(shù)據(jù)音頻格式

首先明確自己有哪些需求:

如果用于播放的音頻,選用LPCM,IMA4等其他的未壓縮或者輕度壓縮的音頻格式.如果使用壓縮率較高的AAC,MP3等這些iPhone直接硬件支持快速解碼(解壓縮).但是,硬件解碼時候每次只支持一個文件.因此,如果需要同時播放多個需要解碼(解壓縮)的文件,就需要通過代碼進行軟件解碼,非常慢.

所以如何選擇數(shù)據(jù)音頻格式,這里有些建議:

如果空間足夠,那么最好使用的音頻編碼格式使用LPCM.不僅播放最快,而且可以同時播放多個音樂而不太占用CPU的資源.如果對空間有要求,最好使用ACC音頻編碼來進行音樂的播放,IMA4音頻編碼進行系統(tǒng)聲音的編碼.

多種LPCM的變體

對于LPCM音頻編碼是iPhone中使用非壓縮音頻數(shù)據(jù)最好的數(shù)據(jù)格式.同時,根據(jù)具體的存儲方式,又有多種變種.音頻數(shù)據(jù)可以存儲于大端或者小端模式,用float或者integer存儲,也可以使用不同的bit-width存儲.

而在iPhone中,使用的最平凡的是:little-endian integer 16bit(或者LEI16 short類型)的格式.在Mac中,使用native-endian(和電腦一致) float point 32bit.如果是在Mac上生成音頻數(shù)據(jù),那么最好生成合適的格式,再轉(zhuǎn)化成iPhone使用的格式.

文件格式(音頻容器)

iPhone支持許多文件格式(音頻容器)包括:MPEG-1(.mp3),MPEG-2 ADTS(.aac),AIFF,CAF,WAVE等.但是通常在iPhone中使用的容器格式就CAF,因為它可以用來封裝iPhone所支持的所有音頻格式.

Bit Rates比特率

比特率是一個和音頻數(shù)據(jù)格式關系密切的概念.

音頻文件的比特率就是只單位時間內(nèi)傳送的bit數(shù),單位是bit/s,kbit/s.更高的比特率會導致更大的文件.我們在使用有些音頻數(shù)據(jù)格式例如AAC或者MP3時,需要我們?nèi)ピO置比特率,這個參數(shù)與音頻格式在壓縮過程的壓縮率有關.當我們讓比特率變低,那么音頻質(zhì)量就會更差.

注釋: 1kbit/s = 1000bit/s,而不是1024bit/s

我們需要權(quán)衡比特率的大小和聲音文件的質(zhì)量,選擇合適的比特率.如果我們使用的是語音聲音,那么比特率可以適當?shù)鸵稽c.

下面是常見的比特率:

32kbit/s: AM 無限電廣播的質(zhì)量48kbit/s: 很長的語音對話64kbit/s: 正常長度的語音對話的比特率96kbit/s: FM廣播128kbit/s: MP3音樂329kbit/s: CD的比特率500kbit/s~1411kbit/s: 無損音頻編碼格式,比如LPCM