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所謂無損壓縮格式，是利用數據的統計冗餘進行壓縮，可完全回覆原始數據而不引起任何失真，但壓縮率是受到數據統計冗餘度的理論限製，一般為2:1到5:1.這類方法廣泛用於文本數據，程序和特殊應用場合的圖像數據(如指紋圖像，醫學圖像等)的壓縮。由於壓縮比的限製，僅使用無損壓縮方法是不可能解决圖像和數字視頻的存儲和傳輸的所有問題.經常使用的無損壓縮方法有 shannon-fano 編碼，huffman 編碼，遊程(run-length)編碼，lzw(lempel-ziv-welch)編碼和算術編碼等。
所謂無損壓縮格式，顧名思義，就是毫無損失地將聲音信號進行壓縮的音頻格式。常見的像mp3、wma等格式都是有損壓縮格式，相比於作為源的wav文件，它們都有相當大程度的信號丟失，這也是它們能達到10％的壓縮率的根本原因。而無損壓縮格式，就好比用zip或rar這樣的壓縮軟件去壓縮音頻信號，得到的壓縮格式還原成wav文件，和作為源的wav文件是一模一樣的！但是如果用zip或rar來壓縮wav文件的話，必須將壓縮包解壓後才能播放。而無損壓縮格式則能直接通過播放軟件實現實時播放，使用起來和mp3等有損格式一模一樣。總而言之，無損壓縮格式就是能在不犧牲任何音頻信號的前提下，減少wav文件體積的格式。 |
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| 常見的像mp3、wma等格式都是有損壓縮格式，相比於作為源的wav文件，它們都有相當大程度的信號丟失，這也是它們能達到10％的壓縮率的根本原因。而無損壓縮格式，就好比用zip或rar這樣的壓縮軟件去壓縮音頻信號，得到的壓縮格式還原成wav文件，和作為源的wav文件是一模一樣的！但是如果用zip或rar來壓縮wav文件的話，必須將壓縮包解壓後才能播放。而無損壓縮格式則能直接通過播放軟件實現實時播放，使用起來和mp3等有損格式一模一樣。總而言之，無損壓縮格式就是能在不犧牲任何音頻信號的前提下，減少wav文件體積的格式。 |
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無損壓縮格式 vs 有損壓縮格式
比起有損壓縮格式，無損壓縮格式有何優勢，又存在哪些弱點呢？下面的比較應該能讓你對無損壓縮格式有一個清楚的認識。
無損壓縮的優勢：
1、100％的保存、沒有任何信號丟失
正如之前所說，無損壓縮格式就如同用zip壓縮文件一樣，能100％的保存wav文件的全部數據，這一點我們可以通過eac的“wav比較”功能來證明。將u2樂隊的一首《beautifulday》抓軌保存成wav格式，作為我們的原始文件。將這個wav文件壓縮成ape格式，再將ape文件解壓縮成wav格式。用eac的“wav比較”功能對這兩個wav文件進行數據對比，結果如圖1，eac沒有報告有任何不一致！而如果是壓縮成mp3再解壓得到的wav文件，對比原始wav文件，則是從頭到尾都不一致！有不少朋友希望能最大限度地能將cd“原版”拷貝到硬盤上，同時又想減少空間占用量，這在以前似乎衹有320kbpscbrmp3這一種解决途徑了，不過那樣也遠不能做到100%！而現在，無損壓縮格式的出現提供了一個幾乎完美的解决方案。
2、音質高，不受信號源的影響
既然是100％的保存了原始音頻信號，無損壓縮格式的音質毫無疑問和原始cd是一樣的!對比《beautifulday》的wav格式和flac壓縮格式的頻譜圖，你能看到有任何不同嗎？同樣，實際聆聽也不可能有任何的不同！而有損壓縮格式由於其先天的設計（需要丟失一部分信號），所以音質再好，也衹能是無限接近於原聲cd，要想真正達到cd的水準是不可能！而且由於有損壓縮格式算法的局限性，在壓縮交響樂等類型動態範圍大的音樂時，其音質表現差強人意。而無損壓縮格式則不存在這樣的問題，任何音樂類型都通吃不誤！
3、轉換方便
無損壓縮格式可以很方便地還原成wav，還能直接轉壓縮成mp3、ogg等有損壓縮格式，甚至可以在不同無損壓縮格式之間互相轉換，而不會丟失任何數據。這一點比起有損格式可要強的多！因為有損壓縮格式的二次編碼（從一種有損格式轉換成另一種有損格式，或者格式不變而調整比特率）意味着丟失更多的信號，帶來更大的失真！
無損壓縮的不足：
1、占用空間大，壓縮比不高
比起有損壓縮格式來，無損壓縮格式的壓縮能力要差得多，一般都在60%左右。而192kbps的有損格式衹有原文件的14%左右，兩者在壓縮率上的差異相當懸殊。如圖5所示，我用不同的格式壓縮了一首u2的《beautifulday》，包括normal模式的ape，high模式的la。但是可以看到，同樣是100％保存數據，無損格式的壓縮能力比專門對多媒體格式進行了優化的rar都要強，而zip則幾乎不能壓縮wav格式。再加上無損格式具備rar和zip都沒有的實時播放能力，對於無損格式的技術我們還是相當佩服的！ |
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目前比較出名的無損壓縮格式有ape、flac、lpac、wavpack。
1、ape（monkey'saudio）
ape無疑是目前最著名的無損壓縮格式，在國內應用得已經比較廣泛了。它的壓縮率相當優秀，而且效率高、速度快，綜合能力絶對屬於當今的佼佼者。通過bt或者電騾你能夠下載到大量的ape格式音樂。而且廣泛使用的monkey'saudio製作軟件也大大推動了該格式的普及。不過ape也存在不少的缺點，它的解碼速度不夠理想，衹能在windows平臺上使用，封閉的源碼也影響了它的支持性。
2、flac
非常成熟的無損壓縮格式，名氣不在ape之下！flac是freelosslessaudiocodec的簡稱，該格式的源碼完全開放，而且兼容幾乎所有的操作係統平臺。它的編碼算法相當成熟，已經通過了嚴格的測試，而且據說在文件點損壞的情況下依然能夠正常播放（這一點我不曾試過）。該格式不僅有成熟的windows製作程序，還得到了衆多第三方軟件的支持。此外該格式是唯一的已經得到硬件支持的無損格式，rio公司的硬盤隨身聽karma，建伍的車載音響musickeg以及phatbox公司的數碼播放機都能支持flac格式。
3、wavpack
相當有特點的格式，非常值得一試。wavpack不僅僅是一個無損壓縮格式，它還能同時作為有損壓縮格式。在其獨特的“hybrid”模式下，wavpack可以壓縮成wv文件（有損壓縮格式，大小一般相當於wav文件的23％左右）＋wvc文件（修正文件，大小一般相當於wav文件的41％左右）的組合。有了對應的wvc文件，有損壓縮格式的wv文件就變成了無損格式，播放時和普通的無損壓縮格式完全一樣。如果為了減少文件體積，你可以去掉這個wvc文件，這時wv文件就變成有損格式了,播放起來和高比特率的mp3完全一樣！wavpack同時包容了無損格式和有損格式，神奇吧？通過wavpackfrontend前臺程序，我們可以方便地使用wavpack格式。
4、lpac
中軌中矩的無損格式，各項指標都比較平均。作者tilmanliebchen也是不斷地對其進行更新，還為它準備了不錯的製作程序
5、wmalossless
微軟在windowsmediaplayer9.0以後也開始提供無損壓縮功能了。衹需點擊菜單“工具”＝》“選項”，在“復製音樂”選項卡裏選擇“windowsmedia音頻無損”格式。以後通過wmp的“從cd復製”功能裏，就能直接將cd保存成wmalossless格式了，使用起來確實非常方便。不過除了windowsmediaplayer外，幾乎沒有其它軟件能支持該格式。
6、applelossless
最新版的蘋果itunes音樂軟件裏也提供了applelossless無損壓縮格式。和windowsmediaplayer一樣，itunes可以非常快捷地從cd中抓軌壓縮成applelossless格式。當然，該格式也同樣衹得到了自傢軟件的支持。
7、la
la，是losslessaudio的簡稱，該格式名氣雖然不大，但卻是目前的壓縮比冠軍，壓縮率方面無人能敵，包括一嚮以壓縮率高而著稱的ape！正因為壓縮得太厲害了，它編解碼速度實在夠慢的，而且支持它的軟件也比較少。僅限於自己開發的winamp解碼插件和windows界面的編碼器losslessaudiocompressor。
8、optimfrog
該格式的壓縮率可以媲美la，但是速度比la還要慢。
9、shorten
編碼速度非常快的無損格式，但是壓縮率就讓人很失望了！該格式也是開放源碼，同時支持windows和mac，不過好久沒有更新編碼版本了，估計已經夭折。
無損壓縮格式還遠不止上面這些，還有像rkau、szip、bonk、kexis等等，由於非常少見而且很不完善，所以就不予介紹了。
10、aal格式
atrac advanced lossless是由sony corporation 開發的一種 atrac 格式。通過結合 atrac3 或 atrac3plus 背後的音頻壓縮技術以及最新的無損壓縮算法，在保持與傳統設備的播放兼容性的同時，以很低的數據大小完美實現了數據的無損壓縮。 簡稱aal文件，現在已經有部分hi-md産品通過升級可支持aal文件。
aal文件分為兩部分，一部分是256k的a3plus也可以是其他的a3或a3+，另一部分是音樂的細節信息．這樣對於普通索尼woklman，就衹有256k的那部分回放。衹有真正支持aal的機器，纔可以播放其他的細節。
11、kenwood lossless
kenwood原創的無損壓縮方式（kenwood lossless）來記錄高品質音樂cd的內容，這便能更有效地使用硬盤存儲器的容量存儲更多數據（平均壓縮率為60%），同時也能有效地將壓縮文件還原成原始狀態，這樣才能有高品質的音質保證。 |
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| 儘管還有一定的不足，但是無損壓縮格式的前景無疑是光明的，從目前存在的無損壓縮格式種類之多就可以看出這一點！隨着時間的推移，限製無損格式的種種因素將逐漸被消除！比如硬盤容量的不斷增加，120gb已成主流，160gb也將普及，無損格式占用空間大的問題將不再是問題。而速度更快的解碼芯片也將被開發出來，相信會有越來越多的硬盤隨身聽支持無損格式。而在不久的將來，連閃存隨身聽的容量都要以gb來計算時，為了追求更高的音質，無損壓縮格式會越來越被人重視！ |
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無損壓縮格式 VS 有損壓縮格式
比起有損壓縮格式，無損壓縮格式有何優勢，又存在哪些弱點呢？下面的比較應該能讓你對無損壓縮格式有一個清楚的認識。
無損壓縮的優勢：
1、100％的保存、沒有任何信號丟失
正如之前所說，無損壓縮格式就如同用Zip壓縮文件一樣，能100％的保存WAV文件的全部數據，這一點我們可以通過EAC的“WAV比較”功能來證明。將U2樂隊的一首《BeautifulDay》抓軌保存成WAV格式，作為我們的原始文件。將這個WAV文件壓縮成APE格式，再將APE文件解壓縮成WAV格式。用EAC的“WAV比較”功能對這兩個WAV文件進行數據對比，結果如圖1，EAC沒有報告有任何不一致！而如果是壓縮成MP3再解壓得到的WAV文件，對比原始WAV文件，則是從頭到尾都不一致！有不少朋友希望能最大限度地能將CD“原版”拷貝到硬盤上，同時又想減少空間占用量，這在以前似乎衹有320KbpsCBRMP3這一種解决途徑了，不過那樣也遠不能做到100%！而現在，無損壓縮格式的出現提供了一個幾乎完美的解决方案。
2、音質高，不受信號源的影響
既然是100％的保存了原始音頻信號，無損壓縮格式的音質毫無疑問和原始CD是一樣的!對比《BeautifulDay》的WAV格式和FLAC壓縮格式的頻譜圖，你能看到有任何不同嗎？同樣，實際聆聽也不可能有任何的不同！而有損壓縮格式由於其先天的設計（需要丟失一部分信號），所以音質再好，也衹能是無限接近於原聲CD，要想真正達到CD的水準是不可能！而且由於有損壓縮格式算法的局限性，在壓縮交響樂等類型動態範圍大的音樂時，其音質表現差強人意。而無損壓縮格式則不存在這樣的問題，任何音樂類型都通吃不誤！
3、轉換方便
無損壓縮格式可以很方便地還原成WAV，還能直接轉壓縮成MP3、Ogg等有損壓縮格式，甚至可以在不同無損壓縮格式之間互相轉換，而不會丟失任何數據。這一點比起有損格式可要強的多！因為有損壓縮格式的二次編碼（從一種有損格式轉換成另一種有損格式，或者格式不變而調整比特率）意味着丟失更多的信號，帶來更大的失真！
無損壓縮的不足：
1、占用空間大，壓縮比不高
比起有損壓縮格式來，無損壓縮格式的壓縮能力要差得多，一般都在60%左右。而192Kbps的有損格式衹有原文件的14%左右，兩者在壓縮率上的差異相當懸殊。如圖5所示，我用不同的格式壓縮了一首U2的《BeautifulDay》，包括Normal模式的APE，High模式的La。但是可以看到，同樣是100％保存數據，無損格式的壓縮能力比專門對多媒體格式進行了優化的RAR都要強，而Zip則幾乎不能壓縮WAV格式。再加上無損格式具備RAR和Zip都沒有的實時播放能力，對於無損格式的技術我們還是相當佩服的！
2、缺乏硬件支持
目前衹有FLAC格式得到為數不多的硬件支持，能播放無損壓縮格式的隨身聽還衹有Karma這一臺。這是多方面的原因造成的。首先，目前主流閃存MP3隨身聽的容量還衹有128MB或256MB，存放無損格式顯然不現實。其次，解碼無損壓縮格式需要更大的計算量，這對解碼芯片的處理速度提出了更高的要求，而目前這樣的解碼芯片還很少。再次，解碼無損格式甚至要比有損格式消耗更多的電力，這對於目前電池續航能力本來就不理想的MP3隨身聽來說，無疑是雪上加霜！ |
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目前比較出名的無損壓縮格式有APE、FLAC、LPAC、WavPack、TTA。
1、APE（Monkey'sAudio）
APE無疑是目前最著名的無損壓縮格式，在國內應用得已經比較廣泛了。它的壓縮率相當優秀，而且效率高、速度快，綜合能力絶對屬於當今的佼佼者。通過BT或者電驢你能夠下載到大量的APE格式音樂。而且廣泛使用的Monkey'sAudio製作軟件也大大推動了該格式的普及。不過APE也存在不少的缺點，它的解碼速度不夠理想，衹能在Windows平臺上使用，不過，APE是開源的。
2、FLAC
非常成熟的無損壓縮格式，名氣不在APE之下！FLAC是FreeLosslessAudioCodec的簡稱，該格式的源碼完全開放，而且兼容幾乎所有的操作係統平臺。它的編碼算法相當成熟，已經通過了嚴格的測試，而且據說在文件點損壞的情況下依然能夠正常播放（這一點我不曾試過）。該格式不僅有成熟的Windows製作程序，還得到了衆多第三方軟件的支持。此外該格式是唯一的已經得到硬件支持的無損格式，Rio公司的硬盤隨身聽Karma，建伍的車載音響MusicKeg以及PhatBox公司的數碼播放機都能支持FLAC格式。
3、WavPack
相當有特點的格式，非常值得一試。WavPack不僅僅是一個無損壓縮格式，它還能同時作為有損壓縮格式。在其獨特的“hybrid”模式下，WavPack可以壓縮成wv文件（有損壓縮格式，大小一般相當於WAV文件的23％左右）＋wvc文件（修正文件，大小一般相當於WAV文件的41％左右）的組合。有了對應的wvc文件，有損壓縮格式的wv文件就變成了無損格式，播放時和普通的無損壓縮格式完全一樣。如果為了減少文件體積，你可以去掉這個wvc文件，這時wv文件就變成有損格式了,播放起來和高比特率的MP3完全一樣！WavPack同時包容了無損格式和有損格式，神奇吧？通過WavPackFrontend前臺程序，我們可以方便地使用WavPack格式。
4、LPAC
中軌中矩的無損格式，各項指標都比較平均。作者TilmanLiebchen也是不斷地對其進行更新，還為它準備了不錯的製作程序
5、WMALossless
微軟在WindowsMediaPlayer9.0以後也開始提供無損壓縮功能了。衹需點擊菜單“工具”＝》“選項”，在“復製音樂”選項卡裏選擇“WindowsMedia音頻無損”格式。以後通過WMP的“從CD復製”功能裏，就能直接將CD保存成WMALossless格式了，使用起來確實非常方便。不過除了WindowsMediaPlayer外，幾乎沒有其它軟件能支持該格式。
6、AppleLossless
最新版的蘋果iTunes音樂軟件裏也提供了AppleLossless無損壓縮格式。和WindowsMediaPlayer一樣，iTunes可以非常快捷地從CD中抓軌壓縮成AppleLossless格式。當然，該格式也同樣衹得到了自傢軟件的支持。
7、La
La，是LosslessAudio的簡稱，該格式名氣雖然不大，但卻是目前的壓縮比冠軍，壓縮率方面無人能敵，包括一嚮以壓縮率高而著稱的APE！正因為壓縮得太厲害了，它編解碼速度實在夠慢的，而且支持它的軟件也比較少。僅限於自己開發的Winamp解碼插件和Windows界面的編碼器LosslessAudioCompressor。
8、OptimFROG
該格式的壓縮率可以媲美La，但是速度比La還要慢。
9、Shorten
編碼速度非常快的無損格式，但是壓縮率就讓人很失望了！該格式也是開放源碼，同時支持Windows和Mac，不過好久沒有更新編碼版本了，估計已經夭折。
無損壓縮格式還遠不止上面這些，還有像RKAU、SZIP、Bonk、Kexis等等，由於非常少見而且很不完善，所以就不予介紹了。
10、AAL格式
ATRAC Advanced Lossless是由Sony CorporATIon 開發的一種 ATRAC 格式。通過結合 ATRAC3 或 ATRAC3plus 背後的音頻壓縮技術以及最新的無損壓縮算法，在保持與傳統設備的播放兼容性的同時，以很低的數據大小完美實現了數據的無損壓縮。 簡稱AAL文件，現在已經有部分HI-MD産品通過升級可支持AAL文件。
AAL文件分為兩部分，一部分是256k的A3plus也可以是其他的A3或A3+，另一部分是音樂的細節信息．這樣對於普通索尼Walkman，就衹有256K的那部分回放。衹有真正支持AAL的機器，纔可以播放其他的細節。
11、Kenwood Lossless
Kenwood原創的無損壓縮方式（Kenwood Lossless）來記錄高品質音樂CD的內容，這便能更有效地使用硬盤存儲器的容量存儲更多數據（平均壓縮率為60%），同時也能有效地將壓縮文件還原成原始狀態，這樣才能有高品質的音質保證。
12、Tom's Audio Kompressor（TAK格式）
TAK是一種新型的無損音頻壓縮格式，全稱是Tom's Audio Kompressor，産於德國。目前最新版本還停留在1.01（2007年06月02日）。它類似於FLAC和APE，總體來說，壓縮率類似APE而且解壓縮速度類似FLAC，算是綜合了兩者的優點。另外，用此格式的編碼器壓縮的音頻是VBR，即可變比特率的。
幾大特點：
-較為優秀的壓縮率。使用Extra參數的壓縮率類似APE的High參數，而使用TAK最快的壓縮參數Turbo得到的結果和FLAC壓縮率最大的參數效果有得一比。
-較快的壓縮速度。作者說在相同壓縮率的情況下，據他瞭解尚未有別的格式能夠比TAK的Turbo和Fast的參數壓縮得更快。
-非常快的解壓速度。類似於FLAC的解壓速度。
-支持很多常用音頻格式轉換為TAK。
-流支持。每隔兩秒，包含解碼所需全部信息的一楨會被插入到音頻中。
-容錯度。1比特的信息出錯，最多影響到250毫秒的音頻。由於有上文提到的技術支持，利用本格式壓縮的損壞嚴重的音頻也可照樣播放，代價是損壞的部分由靜音代替。
-錯誤校驗。24比特的CRC校驗用於每一楨上。
-簡單快速的查找能力。即在你需要從中間某一點播放的時候，能夠很快地找到你想要的地方開始播放，定位也十分準確。
-支持音頻信息。同時支持利用外挂CUE分割音軌和添加音頻信息。類似APE等。
13、True Audio（TTA格式）
True Audio 是一種自由又簡單的實時無損音頻編解碼器。TTA是一種基於自適應預測過濾的無損音頻壓縮，與目前主要的其他格式相比，能有相同或更好的壓縮級別，同時保持較高的速度運行。
TTA無損音頻編碼的特徵有：
第一，壓縮比可達10：3；第二，實時編碼；第三，自由開放的源代碼和文件；第四，可對不同平臺進行編譯；第五，簡單和方便的數據格式；第六，可以作為各種音樂播放器的輸入插件；第七，為Windows用戶提供圖形用戶界面（ GUI ）；第八，DirectShow技術支持。
TTA無損音頻編解碼器可對多通道的8 ， 16位和24位數據格式的音頻文件進行壓縮。這種壓縮的結果沒有任何資料或質量損失;而當解壓縮後，與源音頻文件的數據位相同。TTA解碼器所取得的不同壓縮比取决於音樂類型，但範圍從30 ％ - 70 ％。TTA無損壓縮音頻格式支持ID3v1和ID3v2標簽信息。
TTA無損音頻編解碼器，可存儲多達20個音頻CD的音樂，這相當於一個單一的DVD - R ，並保留原來的CD音質以及流行的ID3標簽格式的詳細信息。
所有TTA源代碼和二進製代碼都是免費提供並分發開放源碼許可證。 |
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