FLAC

FLAC

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FLAC(FreeLosslessAudioCodec)無損音頻壓縮編碼的簡稱。FLAC是一套的自由音頻壓縮編碼,其特點是無損壓縮。FLAC格式不同于其他有損壓縮編碼,FLAC格式不會破任何原有的音頻資訊,FLAC格式可還原音樂光盤音質。FLAC與MP3不同,MP3是音頻壓縮編碼,但FLAC是無損壓縮,也就是說音頻以FLAC編碼壓縮後不會丢失任何信息,将FLAC文件還原為WAV文件後,與壓縮前的WAV文件内容相同。
    軟件名稱: 軟件平台: 軟件語言: 開發商: 軟件授權: 軟件版本: 軟件大小: 中文名:無損音頻壓縮編碼 英文名:Free Lossless Audio Codec 外語縮寫:FLAC 類型:無損壓縮

曆史

FLAC項目由JoshCoalson于2000年啟動。進入beta階段後并在2001年1月15日發布的0.5版的參考實現時,FLAC位流格式凍結。

2001年6月FLAC發布了1.0版。

2003年1月29日,"Xiph.Org"基金會和FLAC項目宣布FLAC成為"Xiph.Org"旗下的獨立公司banner.除此之外,"Xiph.Org"還對許多免費壓縮格式提供支持,如Vorbis、Theora、Speex等等。

2007年9月17日FLAC發布了1.2.1版。

2013年6月1日六年來首次發布更新,從v1.2升級到v1.3。主要變化包括:支持RF64和Wave64格式,ReplayGain支持最高192kHz音頻取樣率,等等。

打開方式

FLAC可以通過很多播放器直接播放,比如千千靜聽,Foobar等,甚至部分視頻播放器如QQ影音、KMPlayer等都能直接播放。當然,為了音質考慮,建議使用專業音樂播放器進行播放。

在特殊情況下,可以将FLAC文件視為一個光盤鏡像,并加載到虛拟光驅上,這可以通過Nero将FLAC文件刻錄到映像文件然後通過虛拟光驅(如DaemonTools)加載來實現,也可以通過WinMount軟件可以直接把Flac文件挂載到一個虛拟光驅。但是因為操作繁瑣,所以除非在必要情況下,一般我們都是通過播放軟件直接播放的。

特性

無損失壓縮:被編碼的音頻(PCM)數據沒有任何信息損失,解碼輸出的音頻與編碼器的輸入的每一個字節都是一樣的。每個數據幀都有一個當前幀的16-bitCRC校驗碼,用于監測數據傳輸錯誤。對整段音頻數據,在文件頭中還保存有一個針對原始未壓縮音頻數據的MD5

标記,用于在解碼和測試時對數據進行校驗。電腦在播放WAV文件時,是把WAV文件中的PCM數據直接發送給聲卡,而電腦在播放FLAC時,需要先把FLAC解碼為PCM數據,然後在發送給聲卡。就是多了一個解碼的環節,就像是給RAR文檔解壓一樣。其PCM數據是與壓縮前的WAV沒有區别的。

快速:FLAC更看重解碼的速度。解碼隻需要整數運算,并且相對于大多數編碼方式而言,對計算速度要求很低。在很普通的硬件上就可以輕松實現實時解碼。

硬件支持:由于FLAC提供了免費的解碼範例,而且解碼的複雜程度低,直至2012年以來FLAC是唯一獲得廣泛且良好的硬件支持的無損壓縮編碼。

可以用于流媒體:FLAC的每個數據幀都包含了解碼所需的全部信息。解碼當前幀無需參照它前面或後面的數據幀。FLAC使用了同步代碼和CRC(類似于MPEG等編碼格式),這樣解碼器在數據流中跳躍定位時可以有最小的時間延遲。

可以定位:FLAC支持快速采樣精确定位。這不僅對于播放有益,更使得FLAC文件便于編輯。

富于彈性的metadata:可以定義和實現新類型的metadata數據塊,而不會影響舊的數據流和解碼器的使用。目前已有的metadata類型包括tag,cue表,和定位表。已經注冊的應用程序可以定義自己專用的metadata類型(譯注:這一點與MIDI标準相似)。

非常适合于存檔應用:FLAC是一個開放的編碼格式,并且沒有任何數據的損失,你可以将它轉換為你需要的任何其他格式。

除了每個數據幀的CRC和MD5标記對數據完整性的保障,flac(譯注:FLAC項目提供的命令行方式編碼工具)還提供了一個verify(校驗)選項,當使用該選項進行編碼的時候,編碼的同時就會立即對已編碼數據進行解碼并與原始輸入數據進行比較,一旦發現不同就會退出并且報警提示。

便于對CD進行備份:FLAC有一個“CUE表”metadata數據塊用于保存CD的内容列表和所有音軌的索引點。你可以将一張CD保存到一個單一文件,并導入CD的cue表格,這樣一個FLAC文件就可以完整地記錄整張CD的全部信息,也就是說,可以把平時單獨存放的CUE文件嵌入到FLAC文件裡。當你的原來的CD損壞的時候,你就可以用這個文件恢複出與原來一模一樣的CD副本。

抗損傷:由于FLAC的幀結構,使得一旦發生數據流的損壞,損失會被限制在受損傷的數據幀之内。一般隻是會丢失很短的一個片段。而很多其他無損音頻壓縮格式在遇到損傷的時候,一個損傷就會造成後面所有數據的丢失。

缺點

數據縮水。FLAC是專門并且僅僅為無損壓縮而設計的,您可以選用許多其他優秀的有損壓縮方式如Vorbis,MPC,和MP3(LAME提供了一個優秀的開放源代碼的實現)。

SDMI(例如cetera)兼容。FLAC不準備支持任何複制保護方法,實際上這些手段最終都是在浪費數據。(從另一個角度看,由于所有這些手段最終都被證明是無效的,所以也可以說FLAC把這些無用數據壓縮到了零!)當然我們不能阻止某些人利用專用的metablock進行複制保護,但是他們的保護隻會在他們自己解碼産品上有效,其他解碼器會跳過這些專門的metablock的。

介紹

在音頻壓縮領域,有兩種壓縮方式,分别是有損壓縮和無損壓縮!我們常見到的MP3、WMA、OGG被稱為有損壓縮,有損壓縮顧名思義就是在壓縮過程中會讓原始音頻信息受損和失真,意義在于輸出的音頻文件可以比原文件小很多。另一種音頻壓縮被稱為無損壓縮,也就是我們今天所要說的主題内容。

無損壓縮能夠在100%保存原文件的音頻數據的前提下,将音頻文件的體積壓縮的更小,而将壓縮後的音頻文件還原後,能夠得到與源文件完全相同的PCM數據。目前無損壓縮格式有APE、FLAC、WavPack、TAK、TTA、WMALossless、AppleLossless、La、OptimFROG、Shorten等,而在中國最流行的無損壓縮格式是APE和FLAC。下面就針對這兩種無損壓縮格式進行一下對比。

APE即Monkey'sAudio,是一種常見的無損音頻壓縮編碼格式,擴展名為.ape。與有損音頻壓縮(如MP3、OggVorbis或者AAC等)不同的是,Monkey'sAudio壓縮時不會丢失數據。

一個壓縮為Monkey'sAudio的音頻文件聽起來與原文件完全一樣。Monkey'sAudio文件的播放列表使用.apl(也支持cue)。同時它提供的開源開發包使得播放器開發者們可以較容易的讓播放器産品支持APE格式。

在現有不少無損壓縮方案中,APE是一種有着優勢并不突出的壓縮比以及較慢的解碼速度。由于推出時間較FLAC早,APE格式占據了大多數PC-HIFI友的心,在國内很快流行,應用非常廣泛,成為了國内許多無損音樂愛好者的首選格式。

FLAC是FreeLosslessAudioCodec的簡稱,是一種非常成熟的無損壓縮格式,名氣不在APE之下。該格式的源碼完全開放,而且支持所有的操作系統平台。它的編碼算法相當成熟,已經通過了嚴格的測試,當FLAC文件受損時依然能正常播放。另外,該格式是最先得到廣泛硬件支持的無損格式。

前面已經說明,無損壓縮是在保證不損失源文件所有碼率的前提下,将音頻文件壓縮的更小,也就是說這兩種音頻格式都能保證源文件碼率的無損。但兩種壓縮格式畢竟為兩種壓縮算法,下面比較一下這兩種壓縮格式的特點:

一、壓縮比決定無損壓縮文件所占存儲空間

所有的無損壓縮編碼的壓縮比都較為相近,但在這些無損壓縮編碼之中,APE具有較好的壓縮率,FLAC的壓縮率略有不如。以一首49784KB的“5

StarGrave-InBedWithTheDead.wav”為例,轉換為flac後大小為37006KB,轉換為ape後大小為36460KB,兩者的壓縮率分别為74.33%和73.24%。大多數情況下,一個WAV音頻文件經壓縮後得到的APE文件,一般會比壓縮為FLAC文件稍微小一些。由于不同的WAV文件信息量不同,以上數據僅供參考。(注:flac.exe為1.3.0版,MAC.exe為4.11版)

二、編碼速度考驗用戶的耐心,速度快者優

FLAC的壓縮和解碼速度均顯着優于APE,APE隻有在FAST的編碼強度下,速度才能和FLAC一拼。

但相應的,APE的壓縮率一直高于FLAC,APE的FAST壓縮下得到的文件體積已經可以和FLAC最高壓縮比的文件體積媲美(經測試,一首49784KB的“5StarGrave-InBedWithTheDead.wav”文件,經FAST壓縮後得的APE文件和最高壓縮比Level8下得到的FLAC文件大小分别為36854KB、36960KB)。

也就是說,如果以速度為基準比較的話,在相同壓縮速度的設定下,兩者的壓縮比差不多。

三、平台的支持決定普及度

FLAC相比APE的解碼複雜程度要較低(解碼運算量小、隻需要整數運算),解碼速度快,對計算硬件要求很低,在很普通的硬件上就可以輕松實現實時解碼播放。FLAC是目前唯一獲得廣泛硬件支持的無損壓縮編碼,在消費領域,已經有很多移動多媒體播放器、汽車、家用音響設備支持FLAC格式了。

APE格式,目前官方隻提供Windows支持。雖然也有提供GNU/Linux和Macintosh平台的官方支持的讨論,但是沒有結果。目前隻有一位名為SuperMMX的開發者于2003年7月釋出了一個非官方移植版本。

它包括了供XMMS與BeepMediaPlayer回放Monkey'sAudio使用的插件。該移植本來隻支持GNU/Linux,但從3.99update4build4版本開始支持MacOSX和基于PowerPC、SPARC平台的GNU/Linux。

但是這個非官方移植計劃沒有得到官方的承認,受制于官方發行許可證的限制,其未來并不明朗。不過據稱Monkey'sAudio的Win32庫可以借助Wine在GNU/Linux平台運行。硬件支持方面,由于采用了浮點運算,編碼解碼速度慢,對硬件的要求較高,硬件支持度不如FLAC。

四、兩者的開源特性

APE屬于個人作品,未來不排除出現版權問題;技術水平和支持方面遜色于國際通用标準格式的FLAC。

FLAC是一個開放源代碼并且完全免費的無損音頻編碼壓縮格式,是國際通用标準,這種與CD質量相同的音樂格式在音質上一樣是無可挑剔的,以FLAC方式壓縮不會丢失PCM音頻的任何信息。而且你永遠不必擔心惹上版權官司。受益于此,目前有很多音頻處理軟件默認都可以輸入、輸出FLAC格式文件,這給音頻的後期處理帶來了方便。

兩者的開源或部分開源,對音頻軟硬件的設計們提供了很大的便利,目前不但幾乎所有主流播放軟件都支持二者,硬件方面也有很多播放器支持了FLAC和APE。隻不過因為APE解碼的運算量太大的問題,導緻并不是每一個APE文件都可以被硬件播放器流暢播放,也更耗電。

五、容錯能力

APE文件的容錯性差,隻要在傳輸過程中出現一點差錯,就會讓整首APE音樂作廢。而FLAC文件因為每幀數據之間無關聯。因此當FLAC文件在傳播過程中受損,導緻某幀數據損壞缺失的話,隻會損失該幀的音頻信息,不會影響到前後的數據。這是FLAC的優勢,但也因此FLAC的壓縮率略低。

總結:

無論FLAC還是APE,因為所占空間都比有損音樂大很多,所以都不是主流的音頻格式,所以我們在網絡上很難獲取到FLAC和APE格式的音樂資源。

但通過上面的對比,相信很多用戶對FLAC和APE的認識更深了一些,單從技術角度講,FLAC要比APE更有優勢,因為FLAC完全開源,許多播放器可以自由地将FLAC解碼功能内建在自己的解碼器中。

同時,FLAC有廣泛的硬件平台的支持,幾乎所有采用便攜式設計的高端解碼芯片都能夠支持FLAC格式的音樂,FLAC第三個優勢在于:優秀的編碼使得硬件在解碼時隻需采用簡單的整數運算即可,這将大大降低所占用的硬件資源,解碼速度極快,這也是硬件播放器對FLAC支持更好的原因。

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