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Sunday, October 23, 2005

各種聲音格式短評

各種聲音格式短評
重播不同的音頻格式,是要對音效檔案進行數、模轉換,這個過程同樣由採樣和量化構成,人耳所能聽到的聲音,最低的頻率是從20Hz起一直到最高頻率 20KHZ,20KHz以上人耳是聽不到的,因此音頻的最大帶寬是20KHZ,故而採樣速率需要介於40~50KHZ之間,而且對每個樣本需要更多的量化比特數。音頻數位化的標準是每個樣本16位元-96dB的信噪比,採用線性脈衝編碼調製PCM,每一量化步長都具有相等的長度。在音頻文件的製作中,正是採用這一標準。

CD格式:
當今世界上音質最好的音頻格式是什麽?當然是CD了。因此要講音頻格式,CD自然是打頭陣的先鋒。電腦中的*.cda格式,這就是CD音軌了。標準CD格式也就是44.1K的採樣頻率,速率14HK/秒,16位量化位數,因爲CD音軌可以說是近似無損的,因此它的聲音基本上是忠於原聲的,因此如果你如果是一個音響發燒友的話,CD是你的首選。它會讓你感受到天籟之音。當然要欣賞無損的音質對於重播隨身聽來說也要其支援!如果以爲買了DISCMAN就可以聽無損的音質那就大錯特錯了,現今DISCMAN防震都是不可關閉的,而且其防震功能爲了達到能夠預存足夠的音樂資料,在存入緩存前是會對音樂資料進行壓縮的
早期的防震:
SONY: ESP。。。無損壓縮防震
PANA: ANTI SHOCK 。。。無損壓縮防震
現在的防震:
SONY: G-PROTECTION。。。有損壓縮。。可變壓縮率(壓縮率在3:1到10:1跳動)
PANA: ANTI SKIP。。。有損壓縮。。。固定壓縮率。。。(壓縮率4:1) ANTI SKIP在CT800上支援無損壓縮,好象是POS2,10SECONDS
SAMSUNG:同SONY G-PROTECTION
IRIVER:原理同PANA。。。壓縮率不祥

WAV:
它是微軟公司開發的一種音效檔案格式,它符合 PIFFResource Interchange File Format 文件規範,用於保存WINDOWS平臺的音頻資訊資源,被WINDOWS平臺及其應用程式所支援。“*.WAV”格式支援MSADPCM、CCITT A LAW等多種壓縮演算法,支援多種音頻位元數、採樣頻率和聲道,標準格式的WAV文件和CD格式一樣,也是44.1K的採樣頻率,16位元量化位元數, WAV格式的音效檔案質量和CD相差無幾,也是目前PC機上廣爲流行的音效檔案格式,幾乎所有的音頻編輯軟體都“認識”WAV格式。


MP3:
MP3格式誕生於八十年代的德國,所謂的MP3也就是指的是MPEG標準中的音頻部分,也就是MPEG音頻層。根據壓縮質量和編碼處理的不同分爲3層,分別對應“*.mp1"/“*.mp2”/“*.mp3”這3種音效檔案。需要提醒大家注意的地方是:MPEG音頻文件的壓縮是一種有損壓縮,MPEG3音頻編碼具有10:1~12:1的高壓縮率,同時基本保持低音頻部分不失真,有些網友關於“MP3高頻低頻都損失,而ATRAC損失高頻”的說法實在可笑,低頻資訊所需帶寬是十分窄的,這就是爲什麽5。1聲道不叫6聲道,因爲低音炮資訊帶寬十分小,就不單獨給出一聲道,而只給0。1聲道了。但是MP3犧牲了音效檔案中12KHz到16KHz高音頻這部分的質量來換取文件的尺寸,相同長度的音樂文件,用*.mp3格式來儲存,一般只有*.wav文件的 1/10,而音質要次於CD格式或WAV格式的音效檔案。由於其文件尺寸小,音質好;所以在它問世之初還沒有什麽別的音頻格式可以與之匹敵,因而爲*.mp3格式的發展提供了良好的條件。直到現在,這種格式還是風靡一時,作爲主流音頻格式的地位難以被撼動。但是樹大招風,MP3音樂的版權問題也一直是找不到辦法解決,因爲MP3沒有版權保護技術,說白了也就是誰都可以用。其實說MP3音質次於CD僅在格式上,大家都知道真正我們聽到的聲音很大程度上是有機器的重播品質決定的,現在DISCMAN的重播品質普遍不好,事實上現在市場上的高端的DISCMAN的音質比高端的MP3還要差。MP3格式壓縮音樂的採樣頻率有很多種,可以用64Kbps或更低的採樣頻率節省空間,也可以用320Kbps的標準達到極高的音質。用裝有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3的 MP3編碼器(現在效果最好的編碼器)MusicMatch Jukebox 6.0在128Kbps的頻率下編碼一首3分鐘的歌曲,得到2.82MB的MP3文件。採用缺省的CBR(固定採樣頻率)技術可以以固定的頻率採樣一首歌曲,而VBR(可變採樣頻率)則可以在音樂“忙”的時候加大採樣的頻率獲取更高的音質,不過産生的MP3文件可能在某些播放器上無法播放,不過這種情況現在比較少了,隨著MP3繼續不斷擴大影響力,VBR作爲MP3終極音質的代表得到了很大程度上的硬體DAC解碼支援,現在的MP3播放機如果不支援VBR 的話肯定必死無疑。回到話題,我們把VBR的級別設定成爲與前面的CBR文件的音質基本一樣,生成的VBR MP3文件爲2.9MB。VBR裏的音質設定有5檔,不同檔次出來的文件音質差別滿明顯,體積差別也厲害,這裏不贅述了。

MIDI:
經常玩音樂的人應該常聽到MIDI(Musical Instrument Digital Interface)這個詞,MIDI允許數位合成器和其他設備交換資料。MID文件格式由MIDI繼承而來。MID文件並不是一段錄製好的聲音,而是記錄聲音的資訊,然後在告訴音效卡如何再現音樂的一組指令。這樣一個MIDI文件每存1分鐘的音樂只用大約5~10KB。今天,MID文件主要用於原始樂器作品,流行歌曲的業餘表演,遊戲音軌以及電子賀卡等。*.mid文件重放的效果完全依賴音效卡的檔次。*.mid格式的最大用處是在電腦作曲領域。*.mid文件可以用作曲軟體寫出,也可以通過音效卡的MIDI口把外接音序器演奏的樂曲輸入電腦裏,製成*.mid文件。

WMA:
WMA (Windows Media Audio) 格式是來自於微軟的重量級選手,後臺強硬,音質要強於MP3格式,更遠勝於RA格式,它是以減少資料流程量但保持音質的方法來達到比MP3壓縮率更高的目的,WMA的壓縮率一般都可以達到1:18左右,WMA的另一個優點是內容提供商可以通過DRM(Digital Rights Management)方案如Windows Media Rights Manager 7加入防拷貝保護。這種內置了版權保護技術可以限制播放時間和播放次數甚至於播放的機器等等,這對被盜版攪得焦頭亂額的音樂公司來說可是一個福音,另外 WMA還支援音頻流(Stream)技術,適合在網路上在線播放,作爲微軟搶佔網路音樂的開路先鋒可以說是技術領先、風頭強勁,更方便的是不用象MP3那樣需要安裝額外的播放器,而Windows作業系統和Windows Media Player的無縫捆綁讓你只要安裝了windows作業系統就可以直接播放WMA音樂,新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光碟轉換爲WMA聲音格式的功能,在新出品的作業系統Windows XP中,WMA是默認的編碼格式,大家知道Netscape的遭遇,現在“狼”又來了。WMA這種格式在錄製時可以對音質進行調節。同一格式,音質好的可與CD媲美,壓縮率較高的可用於網路廣播。雖然現在網路上還不是很流行,但是在微軟的大規模推廣下已經是得到了越來越多站點的承認和大力支持,在網路音樂領域中直逼*.mp3,在網路廣播方面,也正在瓜分Real打下的天下。因此,幾乎所有的音頻格式都感受到了WMA格式的壓力。
其實我個人覺得WMA的音質優勢只在低比特率的情況下,如果使用高比特率,其音質還是沒有MP3好的,個人感覺192KB/S下,WMA音場和高頻的細膩度都次於MP3,總感覺WMA的聲音太硬,適合流行搖滾,但如果是古典或者純人聲的話,感覺有點生硬,但在低於128K時,WMA對於MP3擁有絕對優勢!

ATRAC格式:
ATRAC是MD的壓縮格式,全稱爲Adaptive TRansform Acoustic Coding,是一種有損壓縮格式。ATRAC將16比特44.1KHz的數位信號以頻率回應軸分成52個區段(在低頻時分割較細而在高頻時分割較粗),根據聲音心理學的原理,將聲音信號中人耳聽不到和對人的聽力影響不大的資訊給剔除出去而達到縮小音效檔案的目的。利用這種原理,ATRAC可以將錄音的資料量壓縮爲原來的五分之一,即壓縮比爲1:5,這就是SP,LP2爲1:10。早期的ATRAC格式音質受困於心片的解碼速度其實並不理想,發展到 ATRAC3後,MD音質有了質的飛躍。 ATRAC最大的特色就是"噪音消除系統",它用來消除在人類聽覺範圍之外的聲音,這樣ATRAC只把大家耳朵可以聽見的數位聲音信號分離編碼並加壓縮。同時在MD錄音電路中的"採樣頻率轉換器"也同時將其他採樣率(48或者32kHz)的聲音自動轉換成了MD44.1kHz的標準採樣頻率,以確保錄音的品質。現今市面上可錄音的MD一般都是使用Sharp或者Sony的ATRAC電路。目前Sony用的是ATRAC 4.5版本的,Sharp用的是ATRAC 6.0版本。兩者之間是有一些區別的。Sharp以24bit解碼挑戰Sony的20bit解碼,因此理論上音質要比Sony的好,可惜沒法切身體會其區別。本人還是比較喜歡SONY的聲音取向的,當然只在R909之前,N10,N910,E10現在SONY MD的音質本人認爲實在垃圾!動了粗口不好意思,但實在覺得除了“垃圾”無法切實表達本人對於SONY音質退步的憤怒。
還有,有人說MD是壓縮格式,CD是無損格式,就此論斷CD音質強于MD,其實,本人實在沒有本事區別SP和CD的音質,而且光纖錄音的LP2音質本人也覺得十分十分接近CD聽感,而由於SONY在MD上普遍使用更優秀的雲放電路,事實上現在MD的音質表現普遍要強於CD

RealAudio:
RealAudio主要適用於在網路上的在線音樂欣賞,現在大多數的用戶仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem,所以典型的重播並非最好的音質。有的下載站點會提示你根據你的Modem速率選擇最佳的Real文件。現在real的的文件格式主要有這麽幾種:有RA(RealAudio)、RM (RealMedia,RealAudio G2)、RMX(RealAudio Secured),還有更多。這些格式的特點是可以隨網路帶寬的不同而改變聲音的質量,在保證大多數人聽到流暢聲音的前提下,令帶寬較富裕的聽衆獲得較好的音質。

VQF:雅馬哈公司另一種格式是*.vqf,它的核心是減少資料流程量但保持音質的方法來達到更高的壓縮比,可以說技術上也是很先進的,但是由於宣傳不力,這種格式難有用武之地。*.vqf可以用雅馬哈的播放器播放。同時雅馬哈也提供從*.wav文件轉換到*.vqf文件的軟體。

AAC:
APPLE在線銷售音樂的格式,AAC是杜比實驗室發明的一種高保真付費網路音樂格式.
本人對此瞭解甚少,只知道它是基於AIFF格式改進的,這裏順便提一下由蘋果公司開發的AIFF(Audio Interchange File Format)格式和爲UNIX系統開發的AU格式,它們都和和WAV非常相像,在大多數的音頻編輯軟體中也都支援它們這幾種常見的音樂格式。

OGG:
開放音樂格式,低比特率下音質優於MP3,對此本人瞭解不多,也不多說了

PCM:
類比音頻信號經模數轉換(A/D變換)直接形成的二進位序列,該文件沒有附加的文件頭和文件結束標誌。在聲霸卡提供的軟體中,可以利用VOC-HDR程式,爲PCM格式的音頻文件加上文件頭,而形成VOC格式。Windows的Convert工具可以把PCM音頻格式的文件轉換成Microsoft的 WAV格式的文件。HIMD支援此種格式(本人認爲意義不大)

作者:coldplay fire
原文:http://bbs.cniti.com/cgi-bin/topic_show.cgi?id=350369873&h=1&bpg=1&age=0

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