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    最流行的无损压缩格式 - FLAC 系列之四:评测和比较
    作者:Sender  来源:WaveCN.com  发布日期:2008-04-03  最后修改日期:2009-03-21


    许多无损压缩的比较评测只着眼于压缩比和压缩速度。FLAC的解码速度是所有无损编码方案中最快的,并且FLAC有着最快的编码模式。FLAC的实际压缩 比与最复杂的编码方案相比差距都只是在3%之内。需要注意的是,所有的无损压缩方案的压缩比都落在一个比较狭窄的范围之内,最好的编码与最差的相比只是大 约7%,而实际情况下只有4%左右。

    因此,真正有意义的无损压缩比较评测应把重点放在特性上,在本文的第一个表格中展示了这一点。涉及的特性包括编码方案的软件或硬件支持程度,许可协议等 等。另外,由于归档储存是无损压缩的一个主要用途,因此能否在将来使用或恢复数据时一个重要的特性。FLAC是获得最广泛支持的编码方案,也曾经是唯一一 个非知识产权,非专利覆盖,具有开放源码参考实现,具有良好文档化的文件结构和API,以及有其他一些第三方实现的编码方案。


    表格的其他内容展示了每个编码在不同模式下的压缩比和压缩速度。FLAC的解压高速度归因于其非常低的复杂度,从而获得大量的消费者电子设备的支持。表格 中没有考虑一些过时的或者不切实际的编码方案。如果想获得更详细的比较评测,可以参考这里:

    除了FLAC之外的被评测编码器:

    • Apple Lossless -由苹果公司拥有知识产权的编码方案。
    • Bonk - 一种开放源码的源编码方案。目前尚无播放器或函数库支持。
    • La - 一种闭源的相关适应性编码方案。高压缩比,但非常慢。
    • Monkey's Audio - 一种相关适应性编码方案,压缩比较好。提供源代码,但其授权协议并不是OSI(开放源码实验室)认可的。
    • Ogg Squish - 一种开放源码的编码方案,与Ogg项目有关,但现在已经停止维护和更新。因为FLAC加入了Ogg项目。
    • optimFROG - 一种闭源、跨平台(Windows/Linux)的编码方案。提供WinAMP和XMMS插件。较慢,但压缩比高。
    • Shorten - A.J. Robinson的知名编码方案。 源代码参见这里: here.
    • Tak - 一种新式和有效的编码方案,但它是闭源的,且目前只有Windows支持。
    • WavPack - 一种不错的开放源码编码方案,以BSD协议提供授权。
    编码方案 源码公 开?
    具备播放器支持? 具备硬件支持?
    授权协议费用
    操作系统支持
    flac v1.2.1 是(OSI认可协议) 是 (包括 XMMS, Winamp, AlsaPlayer, Y! Music Engine, MacAmp Lite, dBpowerAMP, Foobar2000, QCD, Apollo) 是 (Squeezebox, Sonos, PhatBox, Kenwood MusicKeg, iAudio, ReQuest, Olive, Escient, TrekStor等)
    Linux, Windows, Mac OS X, *BSD, Solaris, OS/2, BeOS, Amiga OS等
    WavPack v4.41 是(OSI认可协议) 是 (Winamp, foobar2000, dBpowerAMP, more) 可能(某些便携式播放器可通过替换为 Rockbox 固件而实现支持)
    Linux, Windows, Mac OS X, *BSD, Solaris等
    Shorten v3.2 是(非OSI认可协议) 是(Winamp, XMMS) 可能(某些便携式播放器可通过替换为 Rockbox 固件而实现支持) 只允许非商业用途 Linux, Windows, Mac OS 9, Mac OS X, *BSD, Solaris等
    Monkey's Audio v4.01 是(非OSI认可协议) 是 (Winamp, MediaJukebox, dBpowerAMP, more) 未知 Windows, Linux console source
    Apple Lossless YES (iTunes) 是 ( 只有 iPod 支持,或者还有iPhone ) 转有使用
    Windows, Mac OS X
    Ogg Squish 0.98 是(OSI认可协议)。 否 (?)

    Linux, Windows, 其他 UNIX
    Bonk 0.5 是(OSI认可协议)。 是 (XMMS) 未知 Linux, Windows, 其他 UNIX
    optimFROG 4.21 是 (Winamp, XMMS) 未知 Windows, Linux
    La 0.3c 是 (Winamp, XMMS) 未知 Windows, Linux
    Tak 1.0.3b 非商业使用免费 Windows


    用于进行编码测试的计算机是一台老爷机:PII-233,256兆内存,运行的是Windows NT 4.0 SP5。虽然flac几乎在任何平台上都有支持,但显然Windows是所有编码器的最低实现平台。Apple Lossless是在一台比较新的计算机上进行的:P4-2.4GHz,运行Windows 2000。这里只给出Apple Lossless全面的编码和解码速度,并根据flac在PII和P4上的运行时间按比例地把Apple Lossless的运行速度换算成为在PII-233上运行的速度。

    默认情况下,在处理文件时,flac在编码和解码时都计算MD5校验和。由于MD5校验和在播放时实际上是不使用的,而且大多数的编码器都不支持计算 MD5校验和,又或者默认不计算,因此为了结果更准确,在测试中关闭了FLAC解码时的MD5校验。由于目前并不可能在编码时关闭FLAC的MD5校验和 计算,因此FLAC的编码速度会比实际没有运算校验和时多4%到15%不等。

    测试用的音频是一整张音乐CD。未来还会包括其他种类的音频,比如语音,又如其他采样频率/采样位数等。CD上共有14条音轨,音乐类型从摇滚到流行到重 金属到古典到圣歌都有。

    下面是一张对整个CD进行处理后的结果汇总表,只是用了“经济”模式,即使用最少的编码/解码时间能获得最大压缩比的结果的模式。表的内容以平均的音轨压 缩比排序,使得音轨的长短不会对结果造成权重影响。

    从图表可知,默认模式下的FLAC在压缩比方面处于中间偏右位置,在编码速度上相对地块,而在解码速度上则是最快的。FLAC的设计使得它尽可能地把处理 操作放在一般只会运行一次的编码阶段。然而,适应性编码方案则显示出与编码几乎是一样的解码速度。由此可见,FLAC更适于在低端硬件设备上使用。


    编码时间
    解码时间 压缩比
    编码方案
    总时间
    CPU时间
    总时间
    CPU时间
    大小
    平均压 缩比
    Tak 1.0.3b (正常模式) 9:06.16 5:35.51 6:25.93 3:17.84 393.36 MB 51.67%
    Monkey's Audio 4.01 (正常模式) 13:22.49 9:58.32 14:32.30 11:39.72 393.17 MB 51.97%
    optimFROG 4.21 (模式 0 @ 4x) 16:36.98 12:51.58 17:55.55 14:58.99 394.69 MB 52.24%
    WavPack 4.41 (高模式) 11:48.47 7:45.58 9:19.07 6:05.35 399.90 MB 52.73%
    Tak 1.0.3b (加速模式) 7:06.70 3:26.93 6:12.02 3:01.83 402.23 MB 53.07%
    Monkey's Audio 4.01 (快模式) 10:27.00 7:01.41 11:43.16 8:48.92 400.57 MB 53.11%
    WavPack 4.41 (正常模式) 9:48.59 5:46.91 7:37.26 4:30.11 405.84 MB 53.56%
    FLAC 1.2.1 (-5, 默认模式) 10:07.41 6:35.68 5:23.16 2:22.41 406.25 MB 53.67%
    FLAC 1.2.1 (-3) 7:23.77 3:47.42 5:31.15 2:19.07 412.42 MB 54.57%
    WavPack 4.41 (快模式) 8:52.27 4:47.74 6:33.73 3:28.19 415.05 MB 54.92%
    Apple Lossless (iTunes 4.5) 19:53.27 19:53.27 10:01.86 10:01.86 414.45 MB 54.96%
    Bonk 0.5 51:45.58 48:32.10 42:02.76 39:05.43 418.65 MB 55.43%
    FLAC 1.2.1 (-1) 6:24.51 2:42.93 5:26.87 2:17.49 431.72 MB 56.97%
    Shorten 3.2a (-p0 -b256, 默认) 10:01.38 6:23.40 6:38.43 3:30.66 433.56 MB 57.29%
    RIFF WAVE(未压缩) 73:44.94
    73:44.94
    780.56 MB 100.00%


    其他一些无损音频编码比较:

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