1.为什么要进行音频编码

音频编码的主要作用是将音频采样数据（PCM等）压缩成为音频码流，从而降低音频的数据量,偏于存储和传输。

2.音频的裸数据格式就是脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）数据。

描述一段PCM数据一般需要以下几个概念：量化格式（sampleFormat）、采样率（sampleRate）、声道数（channel）。

3.音频的几个基本概念

  • 采样率：记录声音时每秒的采样个数，它用赫兹(Hz)来表示。
  • 量化格式（采样精度）：指记录声音的动态范围，它以位(Bit)为单位。
  • 声道数：通道的数目

4.采样率根据使用类型不同大概有以下几种（k既千位符号，1khz=1000hz）：

  • 8khz：电话等使用，对于记录人声已经足够使用。
  • 22.05khz：广播使用频率。
  • 44.1khz：音频CD。
  • 48khz：DVD、数字电视中使用。
  • 96khz-192khz：DVD-Audio、蓝光高清等使用。

采样精度常用范围为8bit-32bit，而CD中一般都使用16bit。

5.比特率：每秒传输的数据量。公式如下

比特率 = 采样率 × 采样深度 × 通道数

比如 采样率 = 44100，采样深度 = 16，通道 = 2 的音频的的比特率就是

44100 * 16 * 2 = 1411200 bps

6.比特率中的数字和字母到底是什么意思

首先128k的全称“128kbps”，我们分解一下：128是数字，k是千位符，b是单位，s是秒，ps其实就是“/s”。这样来看，128kbps就是128kb/s。也就是每秒128kb。请注意，这里的b是小写的b，也就是位。

知道了这个，我们就能算出来128kb的文件大概占用多少的存储空间：

  1. 128*1000=128000b/s÷8=16000B/s÷1024=15.625KB/s
  2. 15.625KB/s*60=937.5KB/分钟÷1024=0.9155MB/分钟

所以，128kb的音频文件，大概每分钟长度的大小都在0.92M或者916kb左右。

7.有损压缩和无损压缩

有损压缩就是通过删除一些已有数据中不太重要的数据来达到压缩目的。

无损压缩就是通过优化排列方式来达到压缩目的。

大概可以这样去看：有损压缩就像我们在一篇文章中删除一些不重要的助词，达到目的，解压缩后，已删除的内容无法恢复；而无损则是通过排版方式达到的，解压缩之后，还能获得完整的PCM数据

8.常用的音频编码格式

（1）WAV

PCM（脉冲编码调制）是Pulse Code Modulation的缩写。WAV编码的一种实现（有多种实现方式，但是都不会进行压缩操作）就是在PCM数据格式的前面加上44字节，分别用来描述PCM的采样率、声道数、数据格式等信息。

特点：音质非常好，大量软件都支持。

适用场合：多媒体开发的中间文件、保存音乐和音效素材。

（2）MP3(有损)

MP3具有不错的压缩比，使用LAME编码（MP3编码格式的一种实现）的中高码率的MP3文件，听感上非常接近源WAV文件，当然在不同的应用场景下，应该调整合适的参数以达到最好的效果。

特点：音质在128Kbit/s以上表现还不错，压缩比比较高，大量软件和硬件都支持，兼容性好。

适用场合：高比特率下对兼容性有要求的音乐欣赏。

（3）AAC(有损)

AAC是新一代的音频有损压缩技术，它通过一些附加的编码技术（比如PS、SBR等），衍生出了LC-AAC、HE-AAC、HE-AAC v2三种主要的编码格式。

LC-AAC是比较传统的AAC，相对而言，其主要应用于中高码率场景的编码（≥80Kbit/s）；

HE-AAC（相当于AAC+SBR）主要应用于中低码率场景的编码（≤80Kbit/s）；

而新近推出的HE-AAC v2（相当于AAC+SBR+PS）主要应用于低码率场景的编码（≤48Kbit/s）。事实上大部分编码器都设置为≤48Kbit/s自动启用PS技术，而>48Kbit/s则不加PS，相当于普通的HE-AAC。

特点：在小于128Kbit/s的码率下表现优异，并且多用于视频中的音频编码。

适用场合：128Kbit/s以下的音频编码，多用于视频中音频轨的编码。

（4）Ogg(有损)

Ogg是一种非常有潜力的编码，在各种码率下都有比较优秀的表现，尤其是在中低码率场景下。Ogg除了音质好之外，还是完全免费的，这为Ogg获得更多的支持打好了基础。Ogg有着非常出色的算法，可以用更小的码率达到更好的音质，128Kbit/s的Ogg比192Kbit/s甚至更高码率的MP3还要出色。但目前因为还没有媒体服务软件的支持，因此基于Ogg的数字广播还无法实现。Ogg目前受支持的情况还不够好，无论是软件上的还是硬件上的支持，都无法和MP3相提并论。

特点：可以用比MP3更小的码率实现比MP3更好的音质，高中低码率下均有良好的表现，兼容性不够好，流媒体特性不支持。

适用场合：语音聊天的音频消息场景。

（5）APE（无损）

APE是流行的数字音乐无损压缩格式之一，因出现较早，在全世界特别是中国大陆有着广泛的用户群。与MP3这类有损压缩格式不可逆转地删除（人耳听力不敏感的）数据以缩减源文件体积不同，APE这类无损压缩格式，是以更精炼的记录方式来缩减体积，还原后数据与源文件一样，从而保证了文件的完整性。

APE由软件Monkey's audio压制得到，开发者为Matthew T. Ashland，源代码开放，因其界面上有只“猴子”标志而出名。相较同类文件格式FLAC，ape有查错能力但不提供纠错功能，以保证文件的无损和纯正；其另一个特色是压缩率约为55%，比FLAC高，体积大概为原CD的一半，便于存储。

APE作为一种无损压缩音频格式，通过Monkey's Audio这个软件可以将庞大的WAV音频文件压缩为APE,，体积虽然变小了，但音质和原来一样。通过Monkey's Audio解压缩还原以后得到的WAV文件可以做到与压缩前的源文件完全一致。所以APE被誉为“无损音频压缩格式”，Monkey''s Audio被誉为“无损音频压缩软件”。

简单来讲，APE 压缩与WinZip或WinRAR这类专业数据压缩软件压缩原理类似，只是APE等无损压缩数字音乐之后的APE音频文件是可以直接被播放的。APE的压缩速率是动态的，压缩时只压缩可被压缩部分，不能被压缩的部分还是会保留下来。

（6）FLAC（无损）

FLAC中文可解释为无损音频压缩编码。FLAC是一套著名的自由音频压缩编码，其特点是无损压缩。不同于其他有损压缩编码如MP3 及AAC，它不会破坏任何原有的音频资讯，所以可以还原音乐光盘音质。2012年以来它已被很多软件及硬件音频产品（如CD等）所支持.

FLAC与MP3不同，MP3是音频压缩编码，但FLAC是无损压缩，也就是说音频以FLAC编码压缩后不会丢失任何信息，将FLAC文件还原为WAV文件后，与压缩前的WAV文件内容相同。这种压缩与ZIP的方式类似，但FLAC的压缩比率大于ZIP和RAR，因为FLAC是专门针对PCM音频的特点设计的压缩方式。而且可以使用播放器直接播放FLAC压缩的文件，就象通常播放你的MP3文件一样（近几年已经有许多汽车播放器和家用音响设备支持FLAC，在FLAC的网站上你可以找到这些设备厂家的链接）。

FLAC是免费的并且支持大多数的操作系统，包括Windows，基于Unix Like内核( (Linux，BSD，Solaris，IRIX, AIX等)而开发的系统，BeOS，OS/2，Amiga。并且FLAC提供了在开发工具autotools，MSVC，Watcom C，Project Builder上的build系统。

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