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數位音頻有損壓縮介紹

何謂有損壓縮

在有損格式中,常見格式MP3檔、RM檔…等等,雖然有許多人知道MP3是什麼東西,但是,卻無法了解MP3的製作方法與它的優缺點,簡單來說,MP3就是將CD音樂中人耳無法聽到的聲音範圍刪除,進而減少檔案大小,但在此時,原本的音質也被破壞了,以下為您介紹WAV與MP3檔案大小之原理。

WAV檔案與MP3檔案大小之差異:

WAV

由上圖所示,我們可以看到WAV檔所使用的位元率與其它相關檔案的格式;而WAV檔案之容量是如何而來的呢?以下將說明WAV檔之計算方式。

計算公式為位元率除以8等於此檔案每秒所使用的磁碟空間(KB/S),此時,再將剛剛計算出來的數值乘以一首歌的秒數後,即可得到檔案之容量。

以一首五分鐘的歌為例:
1411.2 Kbps / 8 =176.4 KB/s (單位換算)
176.4 KB/s * (60 * 5) = 52920 KB (檔案大小)
52920 KB / 1024 = 約等於51.68 MB

MP3

計算MP3音樂的檔案大小與WAV檔之計算方法相同。
以一首五分鐘的音樂為例:
192 / 8 = 24KB/s
24 KB/s * ( 60 * 5 ) = 7200
7200 / 1024 = 約等於7MB

位元率

相信有許多人不了解何謂位元率,筆者將在此說明位元率為何:

位元率,簡單來說,就是每秒拿多少資料來表現這一秒的聲音,舉個例子來說:我們就以WAV與MP3來做一個比較與說明,WAV就如同DVD影片,畫質較好,但檔案大小過大,而MP3就如同VCD,雖然沒有DVD的畫質,但是,檔案較小。

有損壓縮音頻種類說明:

由以上的說明,讓我們對於音頻格式有了初步的了解,但是,當在播放MP3時,有些檔案,在播放程式中所顯示的位元率郤會一直變動,這又是怎麼一回事呢?
以下將為您介紹有損壓縮的種類。

CBR(Constant Bit Rate)固定位元率
檔案從頭到尾都是一種位元率,固定有部份音質損失與空間浪費。
壓縮出來的檔案體積較大,為最早的MP3壓縮格式。

位元率

 
時間

VBR(Variable Bit Rate)動態位元率
沒有固定的位元率,在壓縮時根據音頻數據即時分析位元率,以音質為前提並兼顧檔案大小的方式,但檔案大小會隨音樂而有所變化。

位元率

 
時間

ABR(Average Bit Rate)平均位元率
針對CBR不佳的檔案體積比和VBR生成檔案大小不定的特點獨創了這種編碼模式。
ABR在指定的檔案大小內,以每50幀(30幀約1秒)為一段,低頻和不敏感頻率使用相對低的位元率,高頻和大動態表現時使用相對高的位元率,可以做為VBR和CBR的一種折衷選擇。

位元率

 
時間

有損壓縮常見檔案比較

檔案類型
MP3
OGG
WMA
RA,RAM
音質
檔案大小
軟體支援性
硬體支援性
極高
網路傳播性
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