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Vorbis

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Vorbis是一种有损音频压缩格式，由Xiph.Org基金会所领导并开放源代码的一个免费的开源软件项目。该项目为有损音频压缩产生音频编码格式和软件参考编码器╱解码器（编解码器）。Vorbis通常以Ogg作为容器格式，所以常合称为Ogg Vorbis。

Vorbis
Vorbis Logo
扩展名
.ogg
互联网媒体类型
audio/ogg,
audio/vorbis,
audio/vorbis-config
开发者Xiph.Org基金会
首次发布2000年5月8日 (2000-05-08)[1][2]
最新版本
Vorbis I
2020年7月4日 (2020-07-04)[3]
格式类型音频压缩格式
使用容器Ogg、Matroska、WebM
标准xiph.org/vorbis/doc/Vorbis_I_spec.html
网站xiph.org/vorbis/
libvorbis
开发者Xiph.Org基金会
首次发布2002年7月19日 (2002-07-19)
当前版本1.3.7（2020年7月4日，​4年前​（2020-07-04））
编程语言C
类型音频编解码器、参考实现
许可协议BSD许可协议[4]
网站xiph.org/downloads/

Vorbis是1993年由克里斯·蒙哥马利（英语：Chris Montgomery）开始的音频压缩开发的延续[5][6]。1998年9月，夫朗和斐协会宣布计划收取MP3音频格式的专利许可费用，该事件触发了Vorbis的密集开发[7][8]。Vorbis项目是Xiphophorus公司的Ogg项目（也称为OggSquish多媒体项目）的一部分[9][10]。克里斯·蒙哥马利开始了这个项目的工作，并得到越来越多的其他开发者的帮助。他们继续改进源代码，直到Vorbis文件格式在2000年5月被冻结为1.0[11][12][13]。原来许可为LGPL，2001年，Vorbis许可证被更改为BSD许可证，以鼓励采纳，理查德·斯托曼参考软件的稳定版本（1.0）于2002年7月19日发布[14][15][16]。

Xiph.Org基金会维护一个参考实现编解码器libvorbis[17]。还有一些微调的分支，最引人注目的是aoTuV，提供更好的音频质量，特别是在低比特率。这些改进会定期地合并回参考代码库。

目前Xiph.Org基金会建议使用延迟更低、音质更好的Opus编码来取代Vorbis[18]。

技术特点

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  1. 32 kb/秒（-q-2）到500 kb/秒（-q10）的比特率。
  2. 采样率从8 kHz（窄带）到192 kHz（超频）。
  3. 支持采样精度 16bit\20bit\24bit\32bit。
  4. 采用可变比特率（VBR），动态调整比特率达到最佳的编码效果。
  5. 支持单声道、立体声、四声道和5.1环绕声道；支持多达255个音轨（多数据流的帧）。
  6. 可动态调节比特率，音频带宽和帧大小。
  7. Vorbis使用了一种灵活的格式，能够在文件格式已经固定下来后还能对音质进行明显的调节和新算法调校。
  8. 可以封装在多种媒体容器格式中，如Ogg（ .oga）、Matroska（ .mka）、WebM（ .webm）等。

技术细节

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Vorbis标称比特率在44.1 kHz立体声输入的质量级别。新的libvorbis v1.2通常压缩比这些值更好（有效的比特率可能会有所不同）。
音质 名义比特率
官方Xiph.Org基金会Vorbis aoTuV beta 3及更高版本
-q-2 不可用 32 kbit/s
-q-1 45 kbit/s 48 kbit/s
-q0 64 kbit/s
-q1 80 kbit/s
-q2 96 kbit/s
-q3 112 kbit/s
-q4 128 kbit/s
-q5 160 kbit/s
-q6 192 kbit/s
-q7 224 kbit/s
-q8 256 kbit/s
-q9 320 kbit/s
-q10 500 kbit/s

Vorbis适用于从8 kHz（语音）到192 kHz（数字专业）和一系列声道表示（单声道，复音，立体声，四声道，5.1环绕声道或最多255个离散音轨）的采样率[19]。根据指定的质量设置，给定44.1 kHz（标准CD音频采样频率）立体声输入，编码器将产生大约45到500 kbit / s的输出（对于aoTuV调谐，为32到500 kbit / s）。Xiph库的质量设置为-0.1至1.0，aoTuV为-0.2至1.0。编码前端将这些值映射到基于整数的质量设置，对于Xiph库为-1到10，对于aoTuV为-2至10。使用给定质量设置编码的文件应在编码器的所有版本中具有相同的声音质量，但较新版本应能够以较低的比特率实现该质量。上述比率仅为近似值；Vorbis是固有的可变比特率（VBR），因此比特率可能会从样本到样品差异很大。（它是一个自由形式的可变比特率编解码器，数据包没有最小大小，最大大小或固定/预期大小[20]。）

Vorbis旨在比MP3更有效率，数据压缩透明度可在较低的比特率下获得。

编码算法的概要

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Vorbis I是基于改进的离散余弦变换（MDCT）的前向自适应单片变换编解码器[21]。Vorbis使用修改后的离散余弦变换将声音数据从时域变换为频域。所得到的频域数据被分解为本底噪声和残差分量，然后使用基于码本的矢量量化算法进行量化和熵编码。解压缩算法反转这些阶段。当本地比特率太低而无法对音频进行编码而无可察觉的损耗时，本底噪声方式会使Vorbis成为其类似模拟噪声的故障模式。

调整版本

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编码器（Garf，aoTuV或MegaMix）的各种调优版本试图在指定的质量设置下提供更好的声音，通常通过暂时提高比特率来处理某些有问题的波形。大多数调音版本的Vorbis都尝试修复前回波问题，并提高质量较差设置（-q-2至-q4）的声音质量。由Vorbis用户社区（特别是aoTuV beta 2调音）创建的一些调优建议已被纳入1.1.0版本[22]。

容器格式

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主要是Ogg，除了Ogg，Vorbis流可以封装在其他媒体容器格式中[23]。通常使用的另一种方法是Matroska的。它也用于WebM，一种基于Matroska子集的容器格式[24][25][26]。Vorbis的流也可以在封装的RTP Payload格式[27]。

元数据

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Vorbis元数据称为Vorbis评论，支持类似于ID3标准中实现的元数据标签。元数据存储在任意长度和大小的八位干净的字符串的向量中。向量的大小和每个字符串的大小（以字节为单位）限制为2 32 -1（约43 亿，或可以以32位表示的任何正整数）。该向量存储在开始Vorbis比特流的第二标头包中[28]。假设字符串被编码为UTF-8。

部署与采用

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Vorbis格式已被证明在自由软件的支持者中受到欢迎[29]。他们认为，其更高的忠诚度和完全自由的性质，不受专利的约束，使其成为专利和限制格式的合适替代品。

Vorbis对消费品有不同的用途。许多视频游戏标题将游戏中的音频存储为Vorbis，包括“失忆症：黑暗后裔”，“侠盗猎车手：圣安地列斯”，“光环：战斗进化”和“魔兽世界”等。流行的软件播放器支持Vorbis播放本机或通过外部插件。许多网站使用它，包括维基百科[30][31][32][33]。其他包括Jamendo和Mindawn，以及几个国家广播电台，如JazzRadio，绝对电台，全国公共广播电台，新西兰电台[34]和德国广播电台[35]。国际流音乐服务商Spotify使用Vorbis格式为它的音频流[36]。而且，法国音乐网站Qobuz为客户提供了以Vorbis格式下载他们购买的歌曲的可能性，美国音乐网站Bandcamp也是如此[37]。

Vorbis面临来自其他音频格式的竞争，如MP3。虽然Vorbis在技术上是优越的，但MP3具有更高的公众形象[38]。由于Vorbis没有大型组织的财务支持，对格式的支持并不那么普遍，尽管Audacity等程序可以变换为更受欢迎的格式[39]，游戏支持也逐渐提高[40]。

参考资料

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  1. ^ Christopher Montgomery. vorbis-dev - Merge done. 2000-05-08 [2009-09-03]. （原始内容存档于2022-04-11）. 
  2. ^ Xiph.Org Foundation. xiph.org Ogg Vorbis. [2009-09-11]. （原始内容存档于2021-03-31）. 
  3. ^ Xiph.Org Foundation. Vorbis I specification. Xiph.Org Foundation. 2010-02-03 [2010-03-28]. （原始内容存档于2022-04-03）. 
  4. ^ Sample Xiph.Org Variant of the BSD License. Xiph.Org Foundation. [2009-08-29]. （原始内容存档于2020-04-11）. 
  5. ^ Interview: Christopher Montgomery of Xiphophorus. Advogado. 2000-04-04 [2009-09-02]. （原始内容存档于2017-06-28）. 
  6. ^ naming. Xiph.Org Foundation. [2017-05-02]. （原始内容存档于2012-02-27）. 
  7. ^ About. Xiph.org. [2009-08-31]. （原始内容存档于2022-04-27）. 
  8. ^ Robertson, Michael. Fraunhofer Lowers Patent Boom on MP3 Software Developers. 1998-09-11 [2009-08-31]. （原始内容存档于2000-08-16）. 
  9. ^ Zisk, Brian. Dvorak Interviews Monty. vorbis. Xiph. 2000-04-19 [2008-09-04]. （原始内容存档于2022-04-11）. 
  10. ^ Ogg (project homepage). Xiphophorus. 2000-05-20 [2008-09-02]. （原始内容存档于2000-05-20）. 
  11. ^ Montgomery, Christopher. Merge done. vorbis-dev. 2000-05-08 [2009-09-03]. （原始内容存档于2022-04-11）. 
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  13. ^ The Ogg Vorbis CODEC project. Xiphophorus co. 2000-05-11 [2009-09-03]. （原始内容存档于2000-06-10）. 
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  15. ^ Ogg Vorbis official release is here. News. CNET. 2002-07-19 [2009-06-04]. （原始内容存档于2014-11-24）. 
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  18. ^ Vorbis.com. Check out the latest royalty-free audio codec from Xiph.Org: Opus! Better quality and lower latency than Vorbis, AAC, MP3, and others 
  19. ^ Xiph.org Foundation. Application. Vorbis I specification. Xiph.org Foundation. 2009-06-02 [2009-09-11]. （原始内容存档于2022-04-03）. 
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  22. ^ Recommended Encoder Versions and Settings - Hydrogenaudio Forums. [2008-01-13]. （原始内容存档于2015-06-21）. 
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  35. ^ Deutschlandradio im Internet mit OGG-Vorbis-Stream. [2009-10-08]. （原始内容存档于2009-08-30）. 
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  38. ^ Sharpless Smith, Susan. Web-based Instruction: A Guide for Libraries. American Library Association. 2010: 138. ISBN 978-0-8389-1056-6. 
  39. ^ Brown, Andrew. Computers in Music Education: Amplifying Musicality. Routledge. 2007: 148. ISBN 978-0-4159-7850-7. 
  40. ^ Dawes, Adam. Windows Mobile Game Development: Building games for the Windows Phone and other mobile devices. Apress. 2010: 158. ISBN 978-1-4302-2929-2. 

外部链接

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