wv:音頻壓縮格式-中文百科頻道

曆史

David Bryant在1998年年中開始了WavPack的開發并發布了1.0版，這第一個版本隻有無損壓縮解壓音頻這項功能，但是當時它就已經跻身效率與速度比最好的編碼器之列了。n

在1.0版之後，很快Bryant就發布了2.0版，這個版本的特點是使用了有損編碼，它直接對預測殘餘進行了量化以減少數據量，而沒有使用心理聲學masking模型。n

1999年，他發布了3.0版，新穎的功能成為這個版本的特點，例如通過減小壓縮比實現的快速模式、壓縮無頭原始PCM音頻文件以及使32位循環冗餘校驗的錯誤檢測功能。n

WavPack的開發仍在繼續，在後面的3.x版本中添加的一個主要特點就是混合模式，在這種模式下編碼器生成一個有損文件以及一個糾正文件，這樣它們就可以經過解壓還原出原始的PCM數據流。n

WavPack 4最近才發布，這個版本包括許多重要的改進，如快速搜索、多聲道支持、高分辨率音頻支持等等，這些特性使它成為功能最全的時髦無損音頻壓縮器之一。最近的4.x穩定版本是4.31，針對Linux/OSX的錯誤修正之後得到用于這些系統的4.32版，但是它沒有與質量相關的更改。n

Bryant最近發布了未來WavPack 4.4的測試版以先睹為快，它包括的功能有針對單聲道或者接近單聲道的音頻數據的改進處理、以及重新設計的壓縮質量系統，這種改進可以以大幅增強的效率實現類似的壓縮。

支持

軟件支持　n

由Speek開發的自定義Windows前端n

NullSoft Winamp(插件w/ ReplayGain & Media Library支持)n

foobar2000-Advanced Audio Player（官方插件，w/ ReplayGain & Cuesheets支持）n

Windows Media Player (帶有CoreWavPack directshow濾波器)n

XMMS(帶有Kuniklo的插件)(源代碼)n

LAMIP(官方插件)-用于Linux及相關系統的模塊化音頻播放器-主頁n

Adobe Audition (and CoolEdit) (filter w/32-bit floats&extra info save support)n

dBpowerAMP-Music Converter/Audio Player/CD Writer(官方插件)n

Apollo Audio Player(插件支持 w/ ReplayGain )n

MusikCube-自由音頻播放器(w/WavPack插件)n

Ahead Nero Burning ROM(w/插件)n

MrQuestionMan-Audio Identifiern

Burrrn-直接從不同的格式燒制音頻CDn

Mp3tag-通用标簽編輯器nExact Audio Copy-CD Ripper(w/wavpack.exe是外部壓縮程序)n

VUPlayer-自由的多種格式音頻播放器與轉換器n

Xist(beta)-支持WavPack的OS X播放器（源代碼）n

帶有官方插件的XMPlay，用于Windows的自由小播放器n

Cog-支持WavPack的用于OS X的新播放器n

MPXPlay-支持WavPack的基于DOS（MS-DOS、FreeDOS、DR-DOS）的播放器n

1by1與Coolplayer，帶有Winamp WavPack插件n

不同平台的WavPack編譯版本n

The GodFather-标簽與音樂管理器n

Wavpack4Wavelab-第一款商用/專業波形編輯的第三方文件輸入輸出插件Steinberg Wavelab 5/6n

Easy CD-DA Extractor-商業CD音軌抓取、編碼及轉換工具n

OggdropXPd-直接從包括WavPack在内的各種無損格式轉換成有損開放源代碼Ogg Vorbis格式n

Quintessential Player帶有插件n

KSP Sound Player中缺省支持n

硬件支持　n

運行開放源代碼Rockbox固件的播放器，如iriver ihp100、ihp120、ihp140、H320、H340以及iPod Video/Color/Photo/Nano（Rockbox主頁）n

Roku PhotoBridge HD(w/插件)n

自從2005年起，WavePack就開始用于DVD+Audio上的音頻壓縮取代DVD-Audio上昂貴的Meridian Lossless Packing。

技術

為了保證高速運算，WavPack完全使用整數算術這樣一種簡單的預測，在“最快”模式下，預測值是前面兩個采樣的簡單數學外推。例如，如果前面兩個采樣是-10與20，那麼預測值就是50。

在缺省模式下，使用一個簡單的自适應因子衡量前面采樣對于預測影響的權重。在我們的這個例子中預測值可能從20到50之間變化，也就是前面的采樣從沒有影響到影響最大這樣一個範圍變化。這個權重因子随着音頻數據頻譜特性的變化而不斷更新，所以它是“自适應”的。n

然後從待編碼的實際采樣中減去生成的預測值得到誤差，在單聲道模式下這個值直接送到編碼器去，但是立體聲信号通常在兩個聲道之間有一些能在後面使用的相關性，所以左右聲道分别計算出各自的誤差值。在“快速”運算模式下這兩個新生成的值直接送到編碼器而不管它是左聲道還是右聲道。

在缺省模式下，這個誤差值總是随着平均、左或者右三者之一發送到編碼器。自适應算法根據聲道不斷變化的平衡性确定發送三者中最有效的一個。n

David Bryant為WavPack開發了一個獨特的數據編碼器，他認為這個編碼器有兩個方面要比Rice編碼優秀。由于對于這種類型的數據來說Rice編碼代表了最優的位編碼（有時也稱作哈夫曼編碼）。WavPack編碼要比它稍稍遜色一點，大約差距是0.15位/采樣，也就是說16位數據大約差1%。WavPack編碼器的第一個優點是在編碼前數據無需緩存，它将每個采樣直接轉換成位碼。這從計算的角度來講效率更高，在一些延遲控制很關鍵的應用中表現更好。

它的第二個優點是很容易适應有損編碼，這是因為除了隐含的一個最高位之外所有重要的數據位都直接進行發送。按照這種方法，就可以隻傳送每個采樣中帶有符号的最高3位。實際上，可以隻傳送符号位以及用平均3.65位/采樣表示的使用隐含最高位的采樣值。n

這個編碼機制用于實現WavPack的“有損”模式。在“快速”模式下，非自适應去相關的輸出隻是簡單地四舍五入到最近的特定位數的編碼值。在缺省模式下，使用自适應的去相關，它可以将噪聲平均減小1dB，并且當前以及下一個采樣在選擇兩個可用的編碼值時都參與衡量，這又将噪聲減小1dB。n

由于開發者認為整數運算受不同芯片的影響較小，而芯片的不同可能帶來無損壓縮特性的變化，如Pentium浮點運算的缺陷就是一個明顯的例子，所以他決定在WavPack算法的數據處理中不使用浮點運算。使用浮點運算的無損壓縮工具如果運行在有缺陷的Pentium芯片上可能就會生成不同的結果。

即使我們不考慮這些已經存在的缺陷，浮點運算也很複雜，在不同的“正确”實現之間也可能有微小差别，對于這類應用可能會帶來麻煩。為了進一步加強WavPack壓縮數據的完整性，編碼器在生成的數據流後包括有一個32位的錯誤檢測碼。n

WavPack的源代碼非常易于移植到其它平台，它已經可以在幾種不同的Unix系統上編譯，如Linux、Mac OS X、Solaris、FreeBSD、OpenBSD、康柏Tru64、HP-UX等等，另外它也可以在Microsoft Windows、DOS、Palm OS以及OpenVMS上編譯。它可以在許多平台上工作，如x86、ARM架構、PowerPC、AMD64、IA-64、SPARC、DEC Alpha、PA-RISC、MIPS以及Motorola 68k。

特點

WavPack允許用戶壓縮、恢複8、16、24位以及32位浮點表示的WAV格式音頻文件，另外它還支持多聲道數據流以及非常高的采樣率。與其它無損壓縮機制一樣，這種算法的壓縮比例也随源數據的不同而變化，但是對于普通的流行音樂來說通常介于30%到70%之間，對于古典音樂及其它音域較寬的音樂來說通常能得到更高的比例。

優點

*Open source（開放源碼）n

*Very fast decoding（快速解碼）n

*Good efficiency（高壓縮率）

*Error robustness（容錯）n

*Streaming support（支持流媒體）n

*Hardware support(RockBox)（硬件支持）

*Supports multichannel audio and high resolutions（多聲道）n

*Hybrid/lossy mode（有損/無損模式）n

*Tagging support(ID3v1,APE tags)（D3v1、APE标簽支援）n

*Supports RIFF chunks（支持RFF）n

*Ability to create self extracting files for Win32 platform（win32系統支持産生自解壓檔案）n

*Pipe support（支持管道，進行編解碼操作時可不産生中間文件）n

*Good software support（相當不錯的軟件支持）n

*ReplayGain compatible（兼容ReplayGain技術，實現播放增益）n

WV Other features（其它功能）n

Supports 32bit float streams（支持32bit浮動串流）n

*Supports embedded CUE sheets（支持cue清單）n

*Includes MD5 hashes for quick integrity checking（支持MD5校驗）n

*Can encode in both symmetrical and assymmetrical modes（對稱與不對稱模式均可編碼）n

*Fits the Matroska container（可放入Matroska外殼，也就是MKV）

“混合”模式

另外WavPack引入了一種獨特的“混合”模式，它使用一個附加的文件從而也具有了有損壓縮的優點。與其它方法隻生成一個文件不同，這種模式生成兩個文件，其中一個是相對較小、可以單獨使用的高質量有損壓縮文件，另外一個是與有損文件一起使用，實現無損數據恢複的“修正”文件。對于一些用戶來說，這就意味着他們不必再考慮使用有損還是無損壓縮這樣一個問題。