檢視 Opus(音訊的格式) 的原始碼

'''Opus'''是一个有損音訊壓縮的數位音訊編碼格式，由 Xiph . Org 基金會開發，了後由網際網路工程任務組（IETF）進行標準化，目標是希望用單一格式包含聲音佮語音，取代 Speex 和Vorbis，閣適用佇網路頂懸駛低的即時聲音傳輸，標準格式定義佇咧 RFC 六千七百十六檔案。Opus 格式是一个開放格式，使用無任何專利抑是限制。

Opus 整合兩種聲音編碼的技術：用語音編碼為導向的 SILK 佮低延延的 CELT。Opus 會當無縫調整懸低位元速率。佇咧編碼器內部伊佇咧較低位元速率的時陣使用線性預測編碼佇咧高位元速率的時陣使用變換編碼（佇咧懸低位元速率交界處也使用兩者結合的編碼方式）。 Opus 具有非常低的演算法延遲（預設做二十二孵五 ms）， 非常適合用佇低延遲語音通話的編碼，你像講網路頂的即時聲音串流、即時仝步聲音旁白等等，此外 Opus 嘛會當透過降低編碼位元率，達成閣較低的演算法延遲，上低會用到五 ms。佇加一个聽覺盲測內底，Opus 攏比 MP 三、AAC、HE-AAC 等常見格式，有閣較低的延延佮閣較好的聲音壓縮率。

Opus 佇咧 Discord、WhatsApp 等應用程式中廣泛用作 IP 語音 ( VoIP ) 的編解碼器。

==技術特性==

Opus 會當處理各種的音訊應用，包括講 IP 語音、影片會議、遊戲內面開講、串流音樂、甚至遠端現場音樂表演。伊會當對低位元速率狹帶語音擴展到非常高音質的立體聲音樂。支援的功能包括：

一 . 六 kb / 秒到五百十 kb / 秒的位元速率；單一頻道上懸兩百五十六 kb / 秒二 . 取樣率對八 kHz（狹頻）到四十八 kHz（全頻）
三 . 影格大細是對二四五毫秒到六十毫秒四 . 支援恆定位元速率（CBR）、 受約束位元速率（CVBR）和氣變位元速率（VBR）
五 . 支援語音（SILK 層）佮音樂（CELT 層）的單獨抑是混合模式六 . 支援單聲道佮立體聲；支援達到兩百五十五个音軌（多資料流的影格）
七 . 會當動態調節位元速率，音訊頻闊佮影格大細八 . 良好的魯棒性遺失率佮封包遺失隱藏（PLC）
九 . 浮點佮定點實現

==開發歷史==

Opus 予人提出用佇咧 IETF 上標準化新的音訊格式，最終被 IETF 編解碼器工作組接受和授予。伊是無來的 Xiph . Org 基金會佮 Skype 技術公司兩項上代先分開的標準提案。其主欲開發人員包括 Jean-Marc Valin（Xiph . Org，Octasic，Mozilla Corporation）， Koen Vos（Skype）和 Timothy B . Terriberry（ Xiph . Org，Mozilla Corporation）。 其中包括講 Juin-Hwey（Raymond）Chen（Broadcom）， Gregory Maxwell（Xiph . Org，Wikimedia）和 Christopher Montgomery（Xiph . Org）嘛參與其中。

CELT 的發展部份格式會當追溯到 Vorbis 的繼任者的工作名稱 Ghost 落。做為 Xiph . Org基金會的新一代語音編解碼器，Opus 取代矣 Xiph 較早的語音咧編解碼器 Speex，該版本是 Jean-Marc Valin 古早的一个項目。CELT 自二空空七年十一月起開始做工課。SILK 部份自二空空七年一月起一直佇 Skype 開發，做其實 SVOPC 的繼任者，該公司是一个內部的項目，使公司獨立於 iSAC 和 iLBC 等第三方編解碼器佮相應的許可證付款。

二零零九年三月，Skype 建議佇咧 IETF 內底開發佮規範闊帶音訊格式。了後一冬內，敢有要建立一个 IETF 工作群組方面發生了誠大辯論。。 參與專利保護競爭格式標準化的幾間公司的代表就表示反對開始免版稅格式的標準化過程，其中包括講 G . 七百十九的創始人佮許可人 Polycom 佮愛立信，以及 G . 七百十八的建立者法國電信，華為佮柑仔色實驗室（法國電信部門）。

二空一空年二月，工作群組正式建立。二空一空年七月，提出一種混合格式的原型，將這兩種提出格式的候選者 SILK 和 CELT 相結合。二空一空年九月，Opus 做為標準化提案提交予 IETF。佇短時間內，格式佇二空一空年十月得著現有名進前，以 Harmony 的名義出現。二空一一年二月初，位元流格式暫時凍結，但是有待最後更改。二空一一年七月底，Jean-Marc Valin 予被 Mozilla 公司倩，繼續開發 Opus。二空一一年十一月，工作組最近發出了關於著位元流格式的更改的通知。位元流自二空一二年一月初八以來已經予凍結。二空一二年七月初二，Opus 予被 IETF批准用佇標準化。參考軟體中輸入八月初八發布的候選狀態最後的規範發布的 RFC 六千七百一十六佇二空一二年九月十號，佮版本為一交零佮一交零 . 一參考實現予人釋放一工了後。

兩百空一三年七月十一號，Opus 一垺零 . 三帶來矣錯誤修復佮一个新的 Surround 聲音 API，會使提懸音軌分配和品質，特別是低頻音軌（LFE）。

===一孵一===

二空一三年十二月初五，Opus 一孵一發佈，整體的速度提升佮顯明的編碼器品質改進：調諧估計提懸了往過有問題的樣本的位元速率佮品質（如大鍵）、 自動語音 / 音樂檢測提懸了混合音訊的品質、中階立體聲降低了真濟歌曲的位元速率需求、提懸連鞭態帶闊精度、以及 DC 或者是低於三 Hz。增加兩種新的 VBR 模式：無受限制品質一致佮即時 VBR，會當提升響亮的一个畫面，並通常提高音質。

Opus 一孵一 . 一於兩百空一五年十一月二六發布，並且二空一六年一月十二發布了一孵一 . 二，同時增加速度優化佮錯誤修復。二空一六年七月十五發布版本一又閣一 . 三，並包含錯誤修復、優化、文件更新佮實驗性的 Ambisonics 做工課。

===一孵二===

二空一七年六月二十六號，Opus 一孵二 . 一版本發佈，精簡了音訊檔體積，改善了音訊品質，增強部份的情形下的安全性，編解碼器效率提升。準備推動 RFC 六千七百十六標準更新，標準無更新進前繼續相容 RFC 六千七百十六。這版本嘛紮來矣面向 VR 的立體聲音訊解決方案。

==音質佮低延延較==

Opus 佇咧閣較懸的位元速率之下，已經予證明有展覽的音質，啊若伊的音訊格式比 AAC、HE-AAC 和 Vorbis 閣較有競爭力。

佇咧六十四 kbit / s 的聽力測試內底，佮 HE-AAC 編解碼器相比，Opus 表現出閣較媠的音質，HE-AAC 因為使用專利的頻譜帶複製（SBR）技術，遮的編解碼器佇咧較早占主導地位。佇咧九十六 kbit / s 的聽力測試內底，Opus 顯示出比 Vorbis 略懸的音質，佮 AAC 和 MP 三相比音質明顯閣較好。

Opus 具有非常低的演算法延遲，做低音訊延延通信鏈路一部份的必要性，會當佇現場活動內底允准自然對話，網路音樂表演抑是講對喙表演。音訊格式的總演算法延遲是無論處理速度佮傳輸的速度如編碼器佮實況音訊流的解碼器必須承擔的延遲的總和，譬如講共音訊樣本緩衝到塊抑是影格內底，允准講窗仔口重疊佮可能允准對噪音整形佇咧解碼器內面愛先行佮任何其他的形式的先行的，抑是用佇咧將 MP 三編碼器，使用的位元儲存器。

一百五十毫秒以下的單向延遲是大多數 VoIP 系統的首選目標，自然對話佮反向受著延遲的影響足細。音樂家通常會感覺著懸到差不多三十毫秒音訊延遲的時間，大致符合 Haas 效果的融合時間，就算講共每一个使用者家己的樂器的播放送延延佮往回延做伙相匹配嘛會當有所幫助。音訊 ╱ 影片仝步，約四十五分一百毫秒的音訊延遲可能是會當接受的。

Opus 允准減少品質抑是提高位元速率以實現閣較細的演算法延遲（上細五孵空 ms）。 雖然參考實現的默認 Opus 影格是二十五點空 ms 長，猶毋過 SILK 層需要進一步五鋪零 ms 的前瞻來加一爿五 ms 重採用，恬認為這是二十六孵五 ms。當 CELT 層徛佇活動狀態的時陣，恬認情形落，為著欲佮 SILK 跤步仝，窗口重疊需要二嬸五 ms 的前視，其中有添加四配零 ms 的匹配延延。若編碼器佇特殊限制低延延模式下實例化，是刪除四答應的零 ms 匹配延延，並禁用 SILK 層，容允許五孵空 ms 的最小演算法延遲。

==部署佮採用==

格式佮演算法是公開的，參考實作是作為自由軟體發布的。Xiph 的參考實現講號做 libopus，一个叫做 opus-tools 的包提供命令列編碼器佮解碼器實用程式。伊是根據 BSD 授權條款發布的。伊是用 C 語言編寫的，會當針對有抑是無有浮點單元的硬體架構進行編譯。隨附的診斷工具 opusinfo 報告有關 Opus 檔案的詳細技術資訊，包括有關位元流格式標準符合性的資訊。伊是對 ogginfo 自按呢，佮編碼器佮解碼器無仝，vorbis-tools 會當佇 GPL 第二版的條款下使用。

===實作===

RFC 六十七十六包括用 C 編寫的參考實現的完整原始碼。FFmpeg 的項目佮 GStreamer 的項目有編碼器佮解碼器的實現毋是對參考庫的。libopus 參照庫已經做名為 Concentus 的項目的一部份徙栽到 C＃和 Java。遮的移植版本犧牲去矣效能，通好輕鬆整合到平台應用程式中。

===軟體===

該 GatesAir Intraplex IP Link 和 Tieline 放送 IP音訊編解碼器的梅林佮精靈族佮 Tieline 報告-IT 移動編解碼器添加到1875入式佮行動裝置的作品的支援。Digital Radio Mondiale-AM 頻率的數字無線電格式-會用得使用Dream 軟體定義的無線電廣播佮接收 Opus 音訊（儘管佇官方標準中未被識別）。 佇維基媒體基金會贊助的免費佮開源的在線的 JavaScript 作品編碼器，瀏覽器支援所需要的 HTML 五功能。自二空一六年以來，WhatsApp 一直使用 Opus 作為其音訊檔格式。

Signal 佇二空一七年初對 Speex 切換著 Opus 音訊編解碼器，以提供閣較好的音訊品質。

兩千空一十八年，SoundCloud 對 MP 三切換著 Opus，共音樂串流媒體所需要的頻闊減少一半。

二空二一年一月，Vimeo 將 Opus 引入其影片平台。

====作業系統支援====

大部份攏數最後使用者軟體依賴於作業系統提供的多媒體框殼。Native Opus 編解碼器支援在類 Unix 作業系統的大多數主要多媒體框殼中實現，包括講 GStreamer，FFmpeg 和 Libav 庫。Google 佇咧 Android 五曉空（「 Lollipop」）中添加矣嘿著 Opus 音訊放送的原生支援。欲載體限定，毋過，對作品的音訊包封佇咧 Matroska 的容器，如 . mkv 和 . webm 檔案。Android 六板零（「 Marshmallow」）和 Android 七鼗零（「 Nougat」）增加矣嘿封裝佇 Ogg 容器內底的 Opus 音訊的支援。

因為佇咧 Apple 的 WebKit彩現 ia̋n-jín 中增加了 WebRTC 支援，macOS High Sierra 和 iOS 十一為封裝佇咧核心音訊的格式 ( Core Audio Format ) 容器內底的 Opus 音訊提供原生播放支援。佇咧 Windows 十上，Microsoft 這馬封裝佇咧 Matroska 中的 Opus 音訊佮 Windows 十週年閣較新（一千六百空七）裝置的 WebM 檔案提供本機的支援。Web MediaExtensions 提供矣嘿封裝佇 Ogg 容器內底的 Opus 音訊的支援，Web Media Extensions 是 Windows 十 Fall Creators Update（一千七百空九）裝置的可選附件。佇咧 Windows 八堵一直閣較早版本內底，第三方解碼器（如 LAV 過濾器）會當用於提供有限的支援。



====媒體播放器支援====

雖然多媒體框殼內的支援自動支援 Opus對這類框殼的軟體的支援，但是一寡應用程式開發人員為佇咧其實軟體內底支援 Opus 音訊格式做出加額的拍拚。這種支援去予人添加著 AIMP，Amarok，cmus，音樂放送器守護進程，foobar 二十零，Mpxplay，MusicBee，SMplayer，VLC 多媒體放送器，Winamp 和 Xmplay 音訊播放器；Icecast，Airtime（軟體）音訊流軟體；和 Asunder 音訊CD，CDBurnerXP CD 刻錄機，FFmpeg，Libav 和 MediaCoder 媒體編碼工具。流媒體 Icecast 無線電試驗自二空一二年九月和二空一三年一月開始實施。 SteamOS 使用 Opus 抑是 Vorbis 進行串流音訊。

====瀏覽器支援====

對於 WebRTC 實現，Opus 支援是強制性的。Opus 佇咧 Mozilla Firefox，Chromium 和 Google Chrome，是因為 Blink 的 Opera，猶閣有依賴 GStreamer 支援多媒體格式的類似 Unix 系統的所有瀏覽器當中得著支援。雖然 Internet Explorer 本身無提供播放送 Opus 這个音訊的功能，猶毋過 Microsoft Edge 瀏覽器內底起矣著 Opus 格式 ( 和 VP 九 ) 的支援，對而實現矣對 WebM 的完全支援。對 iOS 十一和 MacOS High Sierra 開始，Safari 支援 Opus。

====VoIP 支援====

因為其能力，Opus 對 VoIP 軟體供應商遐得著古早的興趣。幾个 SIP 客戶捀，包括 Acrobits Softphone，Bria X-Lite，CSipSimple（通過附加外掛程式）， Empathy（通過 GStreamer）， Jitsi，Tuenti，Line 二（目前干焦佇咧iOS 上）， Linphone，Phoner 和 PhonerLite，SFLphone，Mumble，Discord 和 TeamSpeak 三語音開講軟體嘛支援 Opus。TrueConf 佇咧其VoIP 產品中支援 Opus。因為法律的原因，Asterisk 欠缺內底起的 Opus 支援，但第三方補丁會當供下載並且二空一六年九月增加了通過二進制 blob 官方支援。Tox P 二 P 影片會議軟體使用 Opus 只。分類廣告分佈式訊息傳遞應用程式佇咧其 VoIP 實現中在 TLS 通訊端內發送原始 opus 影格。的 PlayStation 四遊戲機嘛採取矣 CELT / 電視劇編解碼器，其系統黨的開講。

===硬體===

對版本三石一三開始，Rockbox 支援的會當紮式媒體播送器頂懸放送 Opus，包括講 Apple 的 iPod 系列產品，iriver，Archos 和Sandisk 製造的裝置，以及使用「Rockbox as a Application」的 Android 裝置。所有最近的 Grandstream IP 電話攏支援 Opus 音訊編碼佮解碼。OBihai OBi 一千空六十二，OBi 一千空三十二和 OBi 一千空二十二 IP 電話全部支援 Opus。最近的 BlueSound 無線揚聲器支援 Opus 會放送。

==注釋==

==參考資料==

==外部連結==

* 官方網站
* 關於著 Hydrogenaudio 智識庫

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