作者：Benjamin Miller 聲音的數字化捕捉及復制以供人類消費，這個歷程已持續了幾十年。有損壓縮技術——減小文件尺寸使音樂更加便攜的技術，使得年輕的一代更好地接納一路隨他們成長的MP3“退化的聲音”。激光唱盤(CD)比MP3的音質更高。音頻開發的另一面便是高分辨率、音質高于CD的音頻。這種新的音質范式要比CD唱片（標準清晰度文件）更加清晰，并能提供更多的音樂空間。不管高分辨率音頻是否已成為主流，當它發展得如MP3一樣便捷的時候，越來越多的人便可以很快走向一個CD音質或標準清晰度音樂的“中間地帶”。 盡管MP3的音質已被大眾接納，但音樂家、音頻工程師和高保真音響愛好者對音質有更高的需求。自90年代初，當CD開始替代黑膠唱片和磁帶接管市場時，聽眾一度對數字媒體是否能準確地捕捉現場音樂表演的重要品質存有爭議。大部分持批評意見者將矛頭指向嚴重有損便攜式文件，雖然這些文件經過重度壓縮后下載速度更快。音樂家和制作人則傾向于為便攜式消費發行高分辨率音頻文件。相比壓縮文件格式存儲音樂的方式，這已經是很大的改進，但它也超越了標準清晰度文件(CD文件)。CD音質并不限制音頻分辨率，但優于CD的分辨率 (高清)造價昂貴，改進不佳，這是個問題，尤其是如果人們認為沒有必要購買標準清晰度的音頻時。 音質相關的考慮因素 想了解音頻質量，必須首先理解兩個主要考慮事項。第一便是采樣率和位深度(請參閱文末術語欄的定義)。這兩個規范都是在錄制歌曲時進行確定。目前CD質量的標準是采樣率44.1千赫(kHz)、位深度16位。 圖1:音頻采樣:藍色點是紅色模擬信號的樣本。位深度垂直顯示，采樣率水平顯示。圖片來源:Wikipedia.org 另一個需要考慮的因素是文件壓縮。音頻文件的本機位率是每個音頻通道(立體聲是兩個聲道)的采樣率和位深度的乘積。不過，文件的位率取決于其如何被壓縮及編碼。大多數音頻文件都被壓縮到一個便攜設備上。通常，一個音頻文件被壓縮，并從一個巨大的波形音頻文件(WAVE)（位率為每秒1411.4千比特），轉換到一個類似MPS、Vorbis或無損音頻解碼器（FLAC）的較小的文件格式 (最大位率為320 kbps)。軟件編碼器進行壓縮，每一次都使用不同的算法來決定哪些數據可以被刪除，而不需要大幅改變音頻。例如，128 kbps的Vorbis文件比同等位率的MP3音質要更好，因為Vorbis編碼器使用了不同的算法來壓縮文件。FLAC格式以有效無損壓縮及不受許可成本限制而聞名，因此，它已或多或少成為大小合適且高質量音頻的代名詞。蘋果公司有其自身開發的格式：用于iPod的有損壓縮高級音頻編碼(AAC)(可與MP3媲美)，用于Mac的無損壓縮蘋果無損音頻編解碼器 (可與FLAC媲美)，以及音頻交換文件格式(AIFF)，即一種與WAVE相當的未壓縮文件格式。 音質低劣的問題使得許多發燒友都不喜歡任何數字或便攜的產品，而另一些人則一直鼓吹對舊音頻進行重新采樣，并以更高的音質進行發布。Neil Young的公司Pono首次對高清晰度、無損壓縮的音樂進行了收費。Pono音樂播放器播放的是24位192kHz的 FLAC文件，位率范圍是1411kbps到9216 kbps。CD通常是16位44.1 kHz。如今，大部分音樂都是高分辨率錄制的，但數字錄制仍是新領域，“數字大師”就以CD音質進行錄制。“模擬大師”可以以所需的高分辨率音頻規格從磁帶轉換到數字，但以16位44.1 kHz錄制的音質并不能達到“Pono音質”的標準。如果高分辨率能滿足年輕人的愿望，那更多的內容將需要以高分辨率錄制。音樂產業已經開始為那些被認為是高分辨率的東西制定標準，但音樂愛好者們會認可嗎? 圖2:Pono市場營銷片Pono規格與其他音樂格式的比較 只有當消費者認為質量的提升值得付出額外的成本時，才會有更佳質量的內容產生。更高的質量需要更多的存儲空間。64g(GB)內存的iPhone可以收納大量256kbps MP3音樂，如果用戶可以在播放器上下載更多的內容，他們似乎很樂意聽壓縮音樂。Pono播放器也有64 GB的內存，但平均為192 kHz 24位FLAC(Pono音質)的文件，約195兆字節(MB)左右。相對而言，44.1 kHz 16位的FLAC僅為6.7 MB。“Pono音質”音頻作為無損CD音質文件占據了近30個空間。當然，數據存儲造價越發便宜，且占據面積越來越小，所以對音頻文件大小的擔憂都只是暫時的。但就目前而言，這種在感知改善方面的小小提升需要占用昂貴的空間，對于大多數音樂播放器或智能手機來說則不實用。 像Pono這樣的播放器還擁有專門的硬件，并聲稱“任何文件都將有更佳音質”。但這卻大大提高了播放器的成本。Pono播放器目前??價為$399，且額外配置一副優質耳機費用$300，一副耳機放大器則$200，這樣才可以從Pono商店($20)聽到高清質量的專輯。但時間已經證明，發燒友對于高質量的音響系統愿意支付更多的費用。但如果他們花費了額外的費用，卻聽不出音質有何差別，則要另當別論。 高音質是否優于CD？ 對于高清視頻，在大屏幕上顯示時，分辨率差異變得尤為明顯，而高清音頻并非如此。每樣本位數越多，量化誤差則越小。24位音頻的優勢主要凸顯在音頻工程師的工作中。在錄制過程中，他們可以使用24位音頻來對抗噪音，從而使音樂創作有更多的 “空間”。雖然聽眾幾乎不會注意位深的增加，高采樣率的優勢也幾乎沒有凸顯。應用一些工程原理，尼奎斯特定理認為，為準確采樣信號，樣本頻率必須是源信號的兩倍多。人類聽力的極限是20 kHz，所以44.1 kHz是人類聽力極限值的2倍。因此，理論上而言，它可以捕捉到人類能聽到的最高的音調。這就是為何標準變成了CD音質，且更高的采樣率只能捕捉聽不清的頻率。 出于各種原因，音頻工程師可以使用更高的采樣率。音調調整和速度調整便是案例。不過，他們通常會在控制過程中去除聽不清的聲音。因此，對于最終的聽眾而言，位率和采樣率對聲音帶來的改進作用都是微小的。在儀器和那些聽不清的頻率之間，通過更高的位率降低背景噪音所獲得額外 “空間”的成本是多少? Neil Young的高分辨率專輯額外收費$10。 這里的討論當然不限于Pono播放器。隨著存儲成本越來越低，更多的人可能會轉移到無損文件。問題的核心是：消費者選擇了便利而不是質量。人們壓縮音樂以便隨身攜帶。消費者并未注意到，他們的壓縮音樂聽起來比CD音樂要糟。相比將高清音頻文件推向消費者，Neil Young是否會努力說服人們在手機上使用無損壓縮的CD文件，以此為音樂界提供更高的服務?許多消費者不再購買CD，因為從手機上下載音樂更加便利。將來，更好的壓縮技術加之更快的網速，音樂愛好者可以更快速地下載FLAC，有損壓縮業務將退出歷史舞臺。消費者可以在手機上擁有更優質的音樂，且不用額外支付費用。除了文件質量更佳，高質量硬件也將體現價值。據稱，在便攜式設備上，由于定制數據轉換器，Pono的CD音質文件比CD播放器更好。拋開有關高分辨率的科學問題，這一事實讓Pono在音頻質量上贏得先機。在便攜式設備上以CD音質播放相同數量的歌曲，使之聽起來就如同立體音響系統，這是不錯的體驗。 說到音樂聲，我們已經擁有了最好的音樂。購買高分辨率文件可能是一種浪費，因為設備本身不足以匹配更高清的文件，并且人耳分辨不出音質的差別。對于那些認為值得為高分辨率文件買單的人而言，許多播放器都是“金耳朵”。數字音頻的最佳組成部分是，每個人都可以選擇自己想要付費的音質，且現在，對于那些想要在口袋里裝滿更好保真音樂的人來說，有了更多的選擇。 更多資訊，請點擊。該網站還有巴瑞?曼茲關于無線音頻壓縮的文章。 資源 1. 2. 3. 4. 5. 術語 模擬——根據不同的頻率和振幅，音頻以連續波形的形式呈現，由磁帶和黑膠唱片捕獲。聲音的自然棲息地。 數字——音頻以離散二進制樣本的形式，被計算機捕獲和存儲。 采樣率——通過模擬-數字轉換器(ADC)采樣或捕獲每秒有多少次波形。一個樣本捕獲一個波的振幅(響度)。44.1 kHz是CD音質標準的采樣率。 位深度——每個樣本的大小。在實際操作中，每個樣本所寫的數據越多，樣本所能捕捉到的精度就越高。類似于攝像機捕捉的像素的數量。位數越多，細節越多。CD標準是每個樣本16位。 位率——每秒音頻文件中寫入的字節數。未壓縮的位率是采樣率與位深度的乘積(立體聲的兩倍)。未壓縮的PCM(CD寫入的格式)文件是每秒1411.4千比特(kbps)。對于壓縮格式，位率根據需要的文件大小而不同，如：音質不佳的MP3是128 kbps，音質最佳的MP3是320 kbps。 壓縮——音頻文件尺寸最小化。這是通過音頻編解碼器完成的，它將文件轉換成一種新的格式。Codec可以是無損或有損。 無損——音頻文件壓縮即所有原始數據都涵括在內，不需要為磁盤空間犧牲一些數據。例如，蘋果的無損音頻編解碼器(ALAC)和免費無損音頻編解碼器(FLAC)。 有損——文件通過刪除數據來壓縮。有損codec使用算法移除人耳可以捕捉的一些數據，但是過多的壓縮會使音頻聽起來不完整，如：MP3和Vorbis。 原文鏈接： (mbbeetchina)