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本帖最后由 idict 于 2016-10-16 12:33 编辑
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对声音文件wav的有损压缩的算法和容器/格式有很多很多... 其中最早最有名的是mp3, 后来有ogg, aac等等, 到现在的opus. mp3的优势是广泛普及, 容易编辑(用dos的copy/b命令就可以合并了). 94年已经有编码器了, 98年在lame和winamp的相助下, 迅速普及. 缺点是有专利(但后来个人使用免费). 编码质量和压缩比于今天来说已经不算好, 特别是低码率(小于64kbps)质量损失比较大. ogg是其中一个很好的编码容器. 无论高中低编码率和压缩比都比mp3要好. 而且免费开源. 缺点不容易编辑. 编辑后要重新编码. aac与ogg质量和压缩比相当, 优点是支持多音轨. 所以电影里的音频多是aac的, 可以容纳中文和英文等等多国音频一起打包. 缺点是需要授权. 现在的opus, 采用高编码率使用CELT, 低编码率用SILK, 中编码率取用无逢的混合编码(即SILK + CELT. [这是什么东东, 我不知道. 只是照抄的]). 所以全频顾及. 也支持多音轨. 而且开源免费. 现在在YouTube已经有看到踪迹了.
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附opus主要开发者: Jean-Marc Valin4 C6 C. T3 g: c: _
https://jmvalin.ca/2 I; j% y: e5 C4 C. U( C5 D
https://commons.wikimedia.org/wiki/Opus_(audio_codec)
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题外话: 当初压缩CD时, 有比较过mp3和ogg, 最终使用ogg. mp3最少需要是192kbps(128kbps的话有较大差别), ogg就128kbps可以了. 如果ogg用192kbps, 质量要好. 文件大小与mp3相同码率相当. (现在不折腾了opus)( e/ B8 v2 E7 P
/ K5 ^5 \8 d; a% K人耳可以听到的声音范围20 - 20kHz. 但音乐与语音的频率范围是有区别的. mp3会将16kHz以上的音乐信息削掉. 虽然说可以至20kHz. 但很多人都未必听得出有什么区别的. 语音的话, 只需要200Hz - 5kHz就满足人耳的要求了.& j; D1 I6 H" {0 i3 f: h- n
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%81%BD%E9%96%BE
+ ]2 L; P- z0 C! g! r; d, t: | f4 O ~' [
& p7 s; x4 J* a! s q至于对语音的优化压缩, 也有很多. 没有什么了解. 最初看到录音文件有amr, 不知道是什么. 现在在了解mdx过程接触到spx, 于是找资料看. 原来也是针对语音压缩的文件格式. 采用ogg容器. CELP算法. (现在speex已经停止开发, 推荐使用opus, 在MDict_PC测试不支持opus.)
M- {2 C9 k( J2 S& W" v) n' ]http://www.speex.org/+ p7 r7 u, t# Q3 j* ]
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在经过一番考虑之后(虽然有选择困难症), 还是使用spx格式吧. 原因有MDict_PC支持的格式(最重要); 编码质量与压缩比相对mp3有很大优势. 至于只20-60ms的延时, 更是有巨大的优势, 虽然在MDict_PC用不着, 所以网络电话(VoIP)都不会使用mp3来编码的. 网络电台有会采用mp3格式(当年是rm的天下)8 R" c; ]' X* Z. `4 ^7 t) M
https://www.opus-codec.org/comparison/
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以上是自家格式说自家的好(有很多测试报告, Google的也有, 但只有各自编码后的结果测试, 以下示例是mp3转spx后对比测试). 以下使用Audacity通过频谱显示(foobar2000也有频谱, 颜色只有灰度)来做一些实例.
1 S( g# w* a9 C3 T( u: c频谱显示的设置, 声频增益: 20dB (红色 - 白色, 不能设置颜色的, 只是说明一下), 频谱范围: 80dB (蓝色 - 白色)
' Y; x/ Z7 \7 `* d9 d. ^; T# Q附件是其中各两个mp3/spx的比较文件. (我等没有技术的, 只能用蛮力做测试了)4 h% ~" z K& t, @/ _
例一, opposite angles
# D! B9 W2 k5 Y" ^) z| mp3 | 128kbps | mono | 16bit | 44.1kHz | 21,632 bytes | 来自网络 | | spx | 24kbps | mono | 16bit | 32kHz | 3,852 bytes | 转换自之上mp3文件 | | | - | = | = | - | - | |
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如果原来是128kbps的mp3文件转换到spx, 优势很大.# ~; a1 `, h) q
16kHz的信息两者全部都没有了. 10kHz以下的, 没有明显区别, 5kHz以下, 应该是全部保存. mp3还有很多的空洞, 而spx编码时会补全空白. 技术优势吧.! N: ?5 i7 Q ^8 F' r
(左/上为mp3, 右/下为spx)
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* E$ j, j) _, W. U# F: ]- ^例二, bank teller
5 h/ k0 D" K$ \# O( S| mp3 | 24kbps | mono | 16bit | 22.05kHz | 2,430 bytes | 来自原源 | | spx | 24kbps | mono | 16bit | 32kHz | 2,484 bytes | 转换自之上mp3文件 | | | = | = | = | + | + | |
0 J# \% g* X5 |5 }8 `% A# N如果原来已经是低码率的mp3文件, 就没有什么优势, 能保持质量就已经很好的了. 因为低码率的mp3本身已经没有质量的保证, 并且损失很大, 也有空洞. 显示有只有6kHz以下的频率.
! I) t# T! A% s/ y7 L6 P9 v$ I2 u6 H而转换后的spx, 虽然保有6kHz的, 但显示少了. 可是4.5kHz以下的应该是全部保存的, 即语音方面是基本保底的. 所以听起来, 低音多了. 实质是高频减少了. 而且也补全了mp3空白的地方.* m, Y( }& O9 B) J: _$ n3 G, L! X# I
(左/上为mp3, 右/下为spx)
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) ^' ~0 n' j. d* _) w% l! G% c4 t; c
在经过牛力般的测试, 偶有得一点粗粗浅的看法:5 v; N9 u5 c) Z" d/ }) [( U
如果要mp3录语音的话, 64kbps, stereo/mono, 16bit, 22.05kHz/44.1kHz(选44.1kHz最好, 但有些软件会自动设为22.05kHz). 如果是音乐的话, 192kbps, stereo, 16bit, 44.1kHz. 这样质量会有最起码的保证. ogg的话, 192kbps已经很满意了.
3 d9 N" c9 c! @, q2 y/ _- ~9 z' z如果是转换spx语音的话, 按上图二显示 24kbps就已经很好了. spx针对8/16/32kHz采样率有特别优化. 所以需要根据mp3的情况而定, 必要时重新采样.
, ~; o. k# T( H$ p0 i如果是由低码率mp3转换成spx, 就要想想是否必须了. 对我来说是必须的, 因为想兼容MDict_PC啊.
5 c0 o2 R# X; a所以低于64kbps的mp3, 全部转为: 24kpbs/32kHz. 这样spx的质量有保证.1 |# y8 D+ O( J1 N: h
128kbp的mp3, 全部转为: 32kbps/32kHz. 这样spx的各样优势都很大. 质量相当(语音优化后可以说是没有区别的, 例一图是24kbps的情况), 但文件大小会小很多很多很多. 即128kbps/32kbps = 4, 即只是mp3的1/4; 如果想狠一点用24kbps, 即只有原来的1/5.33333333...
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% d+ x/ S9 p" M |" e8 g/ `看来speex不是吹的, 的确是对语音优势压缩, 而非mp3所能及的. 这个对比是基于mp3转spx的两者比较. 如果是分别都是转自wav的话, 就可以参详一些专业的测试结果.4 A( n8 f) g3 v5 F" Y% N- A; C
也测试过11kbps/16kHz的mp3转为11kbps/16kHz之spx. 就有爆破音了, 即使是24kbps/32kHz的spx, 也很不能有好的保留质量. 因为本身mp3的质量好不到那里去, 质量损失已经太大了, 也有爆破音, 只是没有那么明显而已. 建议不要转换了. 毕竟需要花时间了.. ?' g% u+ \- v" a5 t
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之前有一个dos的mp3转spx的命令行文件, 后来增加一个py的多线程转换脚本文件, 轮换效能高了不少. 但笔记本电脑谨慎使用. 因为是根据CPU核心数量100%全开的, 发热量很大./ n" _3 N* h6 @' s
7 P4 q7 B) x9 l5 S) B. j# T4 B
附件是其中各两个mp3/spx文件只是用作测试的. 无需要下载.
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发表于 2016-7-21 01:56:55
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