MP3MP3 与无损与无损(flac.APE)(flac.APE)的本质区别和音质差异的本质区别和音质差异MP3 与无损（flac.APE）的本质区别和音质差异…大家现在最常听的格式应该就是 MP3 了吧（据调查百分之九十的机油在听 MP3.这其中包括使用专业播放器，，电脑等听歌的机油而百分之七的机油会听 ogg,aac 等小格式音乐，而只有百分之三的机油会听 flac,APE 等无损音乐） ，很少有人会听无损音乐，很大一部分原因是因为是目前的便携式播放器对无损格式支持的太少，即使有这样的产品也常常价格不菲，让人望而生畏有很多机油到现在都还对无损音乐不了解，甚至有点都还没听过（我有好多朋友都这样） ，今天我就简单的对现在的主流音乐格式介绍一下吧当人们把歌手的歌声录制成数字音乐的原文件时，那么此时的音乐文件是非常大的，这样不便于储存，于是人们便把它进行压缩，现在流行的几乎所有数字音乐格式都是经过压缩的，就像MP3.aac.ogg.包括 flac.APE 等，只是他们各自的压缩编码方式不一样而已，我们常说的无损（flac.APE）那是无损压缩，而前面的那些 MP3 等小格式是有损压缩无损压缩就好像是把一块面包把它压扁，体积变小了，可是质量不变。
我们所录下来的声音中，其实大部分因为频率太高或太低，是我们人耳听不见的（某些动物如蝙蝠，狗等能听见一部分） ，既然听不见那我们还留着干什么？于是我们就把这一部分听不见的声音数据删调，而留下的那一部分人耳能听见的音乐数据就会变得很小，便于储存，这种压缩方式我们叫做有损压缩（如 MP3） 那么无损和有损得音质差异在哪呢？机油们是否有过这样的经历，同样的歌曲我们下一首 MP3 和一首 flac,然后戴上耳机一听，却无论如何也找不到音质上的区别！可是如果你听一整天的 MP3 和听一整天的无损，那将是不同的感受！听一整天的 MP3 耳朵容易疲劳，而听无损则没多大问题（只要你不睡着了，呵呵）！这是什么原因造成的呢？这就是我今天所说的无损跟有损的音质差异了！我们知道，音乐是有节奏的，节奏与节奏是有差异的，如高音和低音之间无论这首歌有多么急骤或缓慢，它总会有个过度的，无损音乐的特点就是无论在节奏之间有没有声音（无论我们能不能听见） ，它的数据总是平稳流动，让你耳机里的磁快震动平稳，发出的声音自然而真实；而 MP3 等有损格式由于舍去了人耳听不见部分的数据，所以你耳机里的磁块震动不自然，导致有声音的时候震动，无声音的时候不震动，这样磁块震动过度不平稳，会产生毛刺的杂音，也许你听不见，但这样长时间听歌耳朵就会不爽啦（当然，有的好耳机也能避免这种毛刺音，可大部分机油买不起）！常常有人去嘲笑那些音乐发烧友，须知，听歌无罪，发烧有理！听无损的不一定发烧，但发烧的一定会听无损！1.wav 音频格式的三大参数，及各参数对于音频文件的含义wav 文件有 4 个参数，分别是采样频率，声道数，量化位数，以及码率共 4 个而这 4 个参数里最好理解的就是声道数，所以不对此参数进行介绍那么我将要介绍的参数就是采样频率 F，量化位数 B，和码率 R采样频率在三个参数里面最重要的是采样频率，后面两个参数都是基于在传输存储过程中根据要求而得到的，唯独采样频率，它是把模拟世界的信号带到数字世界的桥梁。
在讲采样频率前，我们可以先回忆一下我们初中时学抛物线时的情景在初中时，老师教我们画抛物线时，是用什么方法画的？？如果大家回想起来的话，就应该记得，是 5 点法是的，用 5 个点就可以近似的把抛物线给画出来音频信号是啥米，其实是余弦波，只是这个余弦波的频率和幅值都是随时间的变量而已我们要对这个音频信号进行记录，不可能把每一时刻的值都记录，但是，我们可以参考画抛物线的方法，用尽量少的点去精确的描绘这个音频信号而采样频率，它干的就是这个活，也就是一秒内我们要记录这个音频信号多少个点，就能近似精确的表达这个音频信号在信号处理，有这么一个定理，叫奈奎斯特定理这个定理怎么得来，你们不用知道，这个是信号处理专业的人才需要知道，例如我undefined我们只需了解的是，这个定理它告诉我们，如果我们要精确的记录一个信号，我们的采样频率必须大于等于音频信号的最大频率的两倍，记住，是最大频率也就是F>=2*fmax而在 wav 格式里，F=44.1kHz我们知道，人耳的听音频率范围是 20-20kHz，也就是说，如果我们要精确记录这个音频信号，采样频率最低起码是 40kHz至于为啥是 44.1kHz 而不是其他的频率，对不起，我也不知道。
undefined不过，起码我们能确定的是 44.1kHz 这个采样频率，可以精确记录小于 22.05kHz 的音频信号，这个是足够了量化位数虽然有了采样频率，我们可以精确记录音频信号，然而，这些记录过的音频信号是模拟量，对于计算机而言，是无法处理的讲到这里，我们会出现一个新的概念，模拟量和数字量模拟量和数字量是有区别的，我简单的介绍一下例如 0-1 这个范围一个线段内我们可以任意的取一个点，这个点的值可以确定，这个点的取值范围可以确定，唯独这个点的可取值的个数无法确定，这就是模拟量一个可能取值个数无法确定的量，计算机是无法处理的而数字量则是其余一样，第三点不一样，可取值的个数是可以确定的，这样，计算机可以处理了0-1 这个范围，根据精度要求，我们可以确定需要取值的个数而量化位数，这是干这活，确定音频信号的一个记录点，它的取值的可能个数我们知道，wav 的量化位数 B 是 16，这个是一个 2 进制的位数他告诉我们，一个记录点可以取值的个数是 2 的 16 次方，也就是655360-1-平分 65536 次，我想，这个精度也是够了undefined码率现在，采样频率和量化精度都讲了，轮到码率，先喝口水先。
undefined码率是怎么得来的？非常简单，就是采样频率 X 量化位数 X 声道数，也就是 R=F*B*2R=44.1kHz*16b*2=1411.2kbps~=1411kbps码率 1411 就是这么得来的，虽然码率是通过计算得到，但是，他却有一个确切的含义，就是一秒内它能存储的信息量，记住是信息量讲到这里，大家可能会联想到，MP3 的 320kbps，aac 的 512kbps，无损压缩格式的 700+kbps然后有人疑惑，是不是，码率越大就越好？？对于有损格式而言，那么，码率越大是越好然而，这里有一个前提，被转换的歌必须是从正版 cd 刻录下来的无损格式，并且转换是同一种有损格式，例如都是 MP3不然，你用一个 128kbs 的 MP3 的歌转成 320kbps 码率的 MP3，音质是不会有改善的对于无损压缩格式而言，码率的大小比较将没有意义码率的大小只是告诉你，他的压缩算法是否足够好而已不过，我得提醒一句，这个码率的意义也就这样，他不能告诉你，这些保存的信息是好是坏，他只能告诉你，他存了这么多信息而已是的，他其实是一个仓库，他不管仓库里放的啥，他只管放满没undefined好了，到此，wav 格式的三大参数都讲完了，也许会有很多人疑惑，为啥我先讲 wav 这个这么古董的格式，而不是 MP3 啊 aac 啦这些有损格式，或者 flac、ape 这些无损压缩格式。
理由很简单，因为wav 是最接近模拟量的数字量，是最原始的数据，后面的格式都是基于 wav 根据自己的特色进行处理而已而且，上面讲到的三个参数，后面的格式依然用到自然，先把 wav 这个老大先介绍咯undefined2.有损格式的压缩原理在这部分里以及后面的无损格式压缩原理，我不专门对某个格式讲行介绍，而是介绍，这些格式是基于什么理念得到当我们了解 wav 格式三大参数的含义后，可能有人会疑惑，既然wav 是最接近模拟量的数字格式，为啥还整来后面的有损格式和无损格式呢，直接 wav 多好啊是的，直接 wav 很好，然而，他的码率太大了1411kbps，啥米概念，就是说一个 10 秒的音频，居然要用到 3.36MB 去存储！！！、在过去存储技术不发达的年代，这个量太大了，让人无法接收因此，必须压缩，必须把没用或者不重要的信息给去掉减少存储量因此，有损格式诞生了undefined那么，有损格式又是基于什么原理得到的，接下来就是我将要讲的内容对于一个音频信号而言，他是一个时间相关的信号，也就是说，前后两个记录点，他们有时间上的顺序然而，对于计算机而言，处理与时间相关的信息，这个不是强项因此，必须对这个两个记录点的信息进行变换，变换成对时间顺序无关，彼此是独立的一个信息。
在这里，感谢早期那些数字信号处理的科学家，他们提供了这么个方法，就是快速傅里叶变换，简称 FFT我们不需知道 FFT 是怎么来的，我们只需知道，一个信号经过 FFT变换后，这个信号变成与频率相关的信息，而频率相关的信息，是可以被计算机处理我们可以回想一下，音频信号是一个个余弦波，处理一个余弦波无非是处理频率、幅值，初相角初相角我们不管，幅值和频率这个在经过 FFT 变换之后，就可以处理了经过 FFT 变换之后，如果用图来表示，就是频谱图我就来一张频谱图吧这个频谱图的横坐标就是频率，纵坐标是对应频率的增益，或者理解成强度也行对于人耳而言，我们接受的音频信号大部分都集中在中低频部分，高频部分我们相对不是那么敏感既然这样，我们就可以把不敏感的高频部分，直接去掉，这样，就减少了信息量，这是方法之一还有另一个，对于音频信号而言，相邻的几个记录点，他们的取值范围是非常接近的既然非常接近，我们可以用一个平均值，以及取这个平均值的点的个数来记录举个例子，有 5 个记录点，0.45 0.446 0.461 0.45 0.447，我们可以用 0.45（5）来记录这样，记录的信息量同样少了，其实还有其他压缩方法，但是，大概的意思是和上面两种方法差不多，就不介绍了。
undefined通过各种手法，我们把不需要的信息去掉，把不重要的信息用近似值代替，从而达到有损压缩 、同样用码率这个参数做对比同样一个 10 秒音频，经过有损压缩后，其码率值为 320kbp，则大小才 787KB！！！为 wav 格式的五分之一！！！用尽量少的数据，存储尽量多有用的信息，有损格式做到了！！！这也是为啥有损格式流行起来的原因undefined3.无损压缩格式的压缩原理随着存储技术的发展，我们可以存储的信息量变得越来越大，存储wav 格式变得毫无鸭梨了既然毫无鸭梨，为啥要推出无损压缩格式？理由很简单，既然我 40MB 可以存储 2 首无损压缩格式，为啥我还存储 1 首 wav 格式，这不是跟自己过不去嘛所以，无损压缩格式发展起来了无损压缩格式和有损格式有个共同点，就是压缩不同点是，无损那么，要怎么才能做到无损压缩呢，我们可以参考有损压缩的第二个方法举个例子，同样是 5 个记录点，0.4 0.4 0.5 0.5 0.3，如果要无损压缩，我们只需这样记录 0.4（2） ，0.5（2） ，0.3（1） 这样，我们只需用三个记录点，就能记录原来需要 5 个记录点，同样压缩了而且，做到无损压缩。
这是其中一种思路，但是，他告诉我们，无损压缩对于信息处理而言，是可以做到的要完整记录一个音频，不需用到 wav 格式，无损压缩就行了同样用码率这个参数做比较，一个 10 秒音频，经过无损压缩后，码率值为 727kbps，大小为 1.73MB大概为 wav 的一半大容量播放器支持无损压缩格式，小容量播放器则玩转有损格式，各有各的位置，技术发展确实是一件好事啊 undefined经常见到有人问 wav、flac 和 ape 是不是有区别，那么我就在这里做个总结经过上面的算法原理介绍，我们可以了解到，如果单纯从文件本身，wav 和其他所有无损压缩格式在保存的信息上是无区别的在论坛上，经常会看到有人问无损格式相关的两个问题：无损压缩格式之间有没有区别和无损压缩格式与 wav 有没有区别第一个问题，我现在就。