lame采样率越高越好吗哪个好?

对于音响系统,它们的声音是无法完全使用参数指标进行测量的。音响器材主观评价就是在环境、内容可控制的条件下用听的方法对器材特点进行的评价。而且,仅就单台器材进行主观评价常常会有困难,所以通常是用标准器材或在多台器材之间进行比较,以得到对响度、频率范围、声音平衡充、空间能量分布、质量和不均匀性等因素的综合效应感受与评价结果。音质主观评价应该满足的条件!评价音质的优劣取决于多种因素,如声源特性(声压、频率、频谱等)、音响器材的物理特性(如失真度、频响、动态范围、信噪比、瞬态特性、立体声分离度等)、声场特性(如直达声、前期反射声、混响声、两耳间互相关系数、基准振动、吸声率等)、听觉特性(如响度曲线、可听范围、各种听感)等。因此,这就要求评价者必须在一个相对标准的环境下去聆听各种音效。评价音质时采用不同的节目源会对评价结果产生很大影响,因此音质评价的节目源不仅要系统全面,包括不同体裁和风格的音乐及语音,而且应该有严格的录音、制作要求,保证有足够的频段和振幅。1.1音频格式音频格式即音乐格式。音频格式是指要在计算机内播放或是处理音频文件,是对声音文件进行数、模转换的过程。音频格式最大带宽是20000Hz,速率介于40~50KHz之间,采用线性脉冲编码调制PCM,每一量化步长都具有相等的长度;1.2常见音频格式1.2.1
CDCD格式的音质是较高的音频格式。在大多数播放软件的“打开文件类型”中,都可以看到*.cda格式,这就是CD音轨了。标准CD格式也就是44.1K的采样频率,速率88K/秒,16位量化位数。CD光盘可以在CD唱机中播放,也能用电脑里的各种播放软件来重放。一个CD音频文件是一个*.cda文件,这只是一个索引信息,并不是真正的包含声音信息,所以不论CD音乐的长短,在电脑上看到的“*.cda文件”都是44字节长。注意:不能直接的复制CD格式的*.cda文件到硬盘上播放,需要使用像EAC这样的抓音轨软件把CD格式的文件转换成WAV,这个转换过程如果光盘驱动器质量过关而且EAC的参数设置得当的话,可以说是基本上无损抓音频。推荐大家使用这种方法。1.2.2
WAVWAVE(*.WAV)是微软公司开发的一种声音文件格式,它符合RIFF “Resource Interchange File Format” 文件规范,用于保存Windows平台的音频信息资源,被Windows平台及其应用程序所支持。“*.WAV”格式支持MSADPCM、CCITT A LAW等多种压缩算法,支持多种音频位数、采样频率和声道,标准格式的WAV文件和CD格式一样,也是44.1K的采样频率,速率1411K/秒,16位量化位数,看到了吧,WAV格式的声音文件质量和CD相差无几,也是PC机上广为流行的声音文件格式,几乎所有的音频编辑软件都“认识”WAV格式。1.2.3
MP3 Mp3格式诞生于八十年代的德国,所谓的MP3也就是指的是MPEG标准中的音频部分,也就是MPEG音频层。根据压缩质量和编码处理的不同分为3层,分别对应 *.mp1 / *.mp2/ *.mp3 这3种声音文件。需要提醒大家注意的地方是:MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩,MPEG3音频编码具有1:10~1:12的高压缩率,同时基本保持低音频部分不失真,但是牺牲了声音文件中12KHz到16KHz高音频这部分的质量来换取文件的尺寸,相同长度的音乐文件,用 *.mp3 格式来储存,一般只有 *.wav 文件的1/10,实际压缩比为12:1, 因而音质要次于CD格式或WAV格式的声音文件。由于其文件尺寸小,音质好;所以在它问世之初还没有什么别的音频格式可以与之匹敌,因而为*.mp3格式的发展提供了良好的条件。直到现在,这种格式还是很流行,作为主流音频格式的地位难以被撼动。MP3格式压缩音乐的采样频率有很多种,可以用64Kbps或更低的采样频率节省空间,也可以用320Kbps的标准达到极高的音质。用装有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3的 MP3编码器(效果最好的编码器)MusicMatch Jukebox 6.0在128Kbps的频率下编码一首3分钟的歌曲,得到2.82MB的MP3文件。采用缺省的CBR(固定采样频率)技术可以以固定的频率采样一首歌曲,而VBR(可变采样频率)则可以在音乐“忙”的时候加大采样的频率获取更高的音质,不过产生的MP3文件可能在某些播放器上无法播放。把VBR的级别设定成为与前面的CBR文件的音质基本一样,生成的VBR MP3文件为2.9MB。MP3是到2008年止使用用户最多的有损压缩数字音频格式了。它的全称是MPEG(MPEG:MovingPictureExpertsGroup)AudioLayer-3,刚出现时它的编码技术并不完善,它更像一个编码标准框架,留待人们去完善。早期的MP3编码采用的的是固定编码率的方式(CBR),看到的128Kbps,就是代表它是以128Kbps固定数据速率编码——你可以提高这个编码率,最高可以到320Kbps,音质会更好,自然,文件的体积会相应增大。因为MP3的编码方式是开放的,可以在这个标准框架的基础上自己选择不同的声学原理进行压缩处理,所以,很快由Xing公司推出可变编码率的压缩方式(VBR)。它的原理就是利用将一首歌的复杂部分用高bitrate编码,简单部分用低bitrate编码,通过这种方式,进一步取得质量和体积的统一。当然,早期的Xing编码器的VBR算法很差,音质与CBR(固定码率)相去甚远。但是,这种算法指明了一种方向,其他开发者纷纷推出自己的VBR算法,使得效果一直在改进。公认比较好的首推LAME,它完美地实现了VBR算法,而且它是是完全免费的软件,并且由爱好者组成的开发团队一直在不断的发展完善;1.2.4
WMAWMA (Windows Media Audio) 格式是来自于微软的重量级选手,后台强硬,音质要强于MP3格式,更远胜于RA格式,它和日本YAMAHA公司开发的VQF格式一样,是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的,WMA的压缩率一般都可以达到1:18左右,WMA的另一个优点是内容提供商可以通过DRM(Digital Rights Management)方案如Windows Media Rights Manager 7加入防拷贝保护。这种内置了版权保护技术可以限制播放时间和播放次数甚至于播放的机器等等,这对被盗版搅得焦头烂额的音乐公司来说可是一个福音,另外WMA还支持音频流(Stream)技术,适合在网络上在线播放,作为微软抢占网络音乐的开路先锋可以说是技术领先、风头强劲,更方便的是不用像MP3那样需要安装额外的播放器,而Windows操作系统和Windows Media Player的无缝捆绑让你只要安装了windows操作系统就可以直接播放WMA音乐,新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光盘转换为WMA声音格式的功能,在新出品的操作系统Windows XP中,WMA是默认的编码格式,大家知道Netscape的遭遇,现在“狼”又来了。WMA这种格式在录制时可以对音质进行调节。同一格式,音质好的可与CD媲美,压缩率较高的可用于网络广播。虽然现在网络上还不是很流行,但是在微软的大规模推广下已经是得到了越来越多站点的承认和大力支持,在网络音乐领域中直逼*.mp3,在网络广播方面,也正在瓜分Real打下的天下。因此,几乎所有的音频格式都感受到了WMA格式的压力。微软官方宣布的资料中称WMA格式的可保护性极强,甚至可以限定播放机器、播放时间及播放次数,具有相当的版权保护能力。应该说,WMA的推出,就是针对MP3没有版权限制的缺点而来——普通用户可能很欢迎这种格式,但作为版权拥有者的唱片公司来说,它们更喜欢难以复制拷贝的音乐压缩技术,而微软的WMA则照顾到了这些唱片公司的需求。除了版权保护外,WMA还在压缩比上进行了深化,它的目标是在相同音质条件下文件体积可以变的更小(当然,只在MP3低于192KBPS码率的情况下有效,实际上当采用LAME算法压缩MP3格式时,高于192KBPS时普遍的反映是MP3的音质要好于WMA)。1.2.5
MIDI MIDI(Musical Instrument Digital Interface)格式被经常玩音乐的人使用,MIDI允许数字合成器和其他设备交换数据。MID文件格式由MIDI继承而来。MID文件并不是一段录制好的声音,而是记录声音的信息,然后再告诉声卡如何再现音乐的一组指令。这样一个MIDI文件每存1分钟的音乐只用大约5~10KB。MID文件主要用于原始乐器作品,流行歌曲的业余表演,游戏音轨以及电子贺卡等。*.mid文件重放的效果完全依赖声卡的档次。*.mid格式的最大用处是在电脑作曲领域。*.mid文件可以用作曲软件写出,也可以通过声卡的MIDI口把外接音序器演奏的乐曲输入电脑里,制成*.mid文件。1.2.6
FLAC FLAC与MP3相仿,都是音频压缩编码,但FLAC是无损压缩,也就是说音频以FLAC编码压缩后不会丢失任何信息,将FLAC文件还原为WAV文件后,与压缩前的WAV文件内容相同。这种压缩与ZIP的方式类似,但FLAC的压缩比率大于ZIP和RAR,因为FLAC是专门针对PCM音频的特点设计的压缩方式。而且可以使用播放器直接播放FLAC压缩的文件,就象通常播放你的MP3文件一样。FLAC文件的体积同样约等于普通音频CD的一半,并且可以自由地互相转换,所以它也是音乐光盘存储在电脑上的最好选择之一,它会完整保留音频的原始资料,用户可以随时将其转回光盘,音乐质量不会有任何改变,而在播放当中,FLAC文件的每个数据帧都包含了解码所需的全部信息,中间的错误不会影响其它帧的正常播放,这保证了它的实用有效和最小的网络时间延迟。在国内市场上,FLAC已经是和APE齐名的两大最常用无损音频格式之一,并且它的编码技术原理使得它在未来有超过APE的巨大的发展空间,在数字音源领域里, FLAC已经成了国际主流的数字音源;1.2.7
APEAPE是流行的数字音乐文件格式之一。与MP3这类有损压缩方式不同,APE是一种无损压缩音频技术,也就是说当你将从音频CD上读取的音频数据文件压缩成APE格式后,你还可以再将APE格式的文件还原,而还原后的音频文件与压缩前的一模一样,没有任何损失。APE的文件大小大概为CD的一半,随着宽带的普及,APE格式受到了许多音乐爱好者的喜爱,特别是对于希望通过网络传输音频CD的朋友来说,APE可以帮助他们节约大量的资源。当然,只能把音乐CD中的曲目和未压缩的WAV文件转换成APE格式,MP3文件还无法转换为APE格式。事实上APE的压缩率并不高,虽然音质保持得很好,但是压缩后的容量也没小多少。一个34MB的WAV文件,压缩为APE格式后,仍有17MB左右,APE音源因为压缩比的原因, 后来被FLAC完全取代了;1.2.8
DSD DSD,Direct Stream Digital(DSD)是属于索尼和飞利浦的专利技术,这也难怪索尼的高端音频设备会支持。DSD和我们现用这些音频编码格式最大的区别就是它是基于PDM(pulse-density modulation)脉冲密度调制实现,完全有别于基于PCM的音频。PDM是通过密度来表示模拟音频信号的,PDM每次采样的精度都是1bit,从图中可以看出在正弦波波峰的位置几乎都是1,而波谷的位置则是0,因此通过PDM调至的音频信号并不能通过现有的基于PCM的DAC进行解调。DSD编码的大致原理PCM与DSD采样方式比较 目前DSD拥有四种不同的采样率2.8224MHz(64Fs,亦叫DSD64,意思是64倍的CD采样频率【44100Hz】,即64X44100hz=2.8224MHz)、5.6448 MHz(128Fs)、11.2MHz(256Fs)和22.5792MHz(512Fs)。DSD使用的最多的场合是Super Audio CD (SACD),这也是目前绝大多数DSD音频的来源,在SACD当中采用的是采样率2.8224MHz的DSD,同时考虑到体积的需求大约在2005年的时候还推出了DSD的无损压缩格式DST(Direct Stream Transfer),DST同样是可以直接使用在SACD当中。CD与SACD规格对比
如果将SACD和CD的参数进行对比的话,可以看到SACD最大的优势是在于6声道音频的支持以及拥有更高的响应频率,但笔者认为SACD的响应频率意义并不大,因为人类听觉的极限频率在20Hz-20kHz,超出20kHz的部分人耳完全无法感知到。但就每秒的比特率来说,SACD当中的DSD达到了5645kbps,而普通的CD则是1411kbps,理论上来说DSD记录了比PCM更多的数据,解调成模拟音频信号时能够带来更小的失真。如果采用22.5792MHz的DSD的话每秒比特率则会翻倍至45160kbps,这数据量是PCM远不能达到的。DSD的优势所在由于DSD采用了和PCM不同的原理进行调制,因此笔者认为DSD的大多数参数,例如位深、采样率等和PCM是没有可比性的,而笔者认为DSD优于PCM的方面主要是以下两点。DSD较大的比特率可以带来更加丰富的声音细节,这点对于发烧友还是一般大众都是非常有用的,而高达20Hz-50kHz的频率响应可能对普通用户来说意义不大。1.DSD能够记录更加多的音频数据。2.DSD拥有更宽的频率响应。DSD为何无法普及?DSD既然优于PCM,那为何迟迟无法普及,虽然DSD知名度并不高但从1999年推出至今也有15年的历史了,笔者则认为主要是因为一下这四点,导致DSD普及受阻,就目前的情况来说DSD要想完全普及可能还有很长一段路要走,可能很长一段时间内DSD只是核心音频发烧友的玩物。1.消费者缺乏获取渠道,目前只能购买SACD,无法通过时下流行的在线购买数字音乐方式获取。2.原生支持DSD解码的设备太少,大多数情况下只能先将DSD转换成PCM在进行播放,无法体验到DSD的优势。3.支持DSD的软件也相当稀少,软件很少原生支持,需要安装插件,播放过程比较麻烦。4.DSD属于私有专利,其他厂商跟进支持颇有难度。1.2.9
其它的立体声音频格式其它的音频格式包括:AIFF、AU、MIDI、RealAudio、VQF、OggVorbis等等, 因为太小众, 我就不一一找资料解释了;下期(不定期)干货预告:数字音频基础,敬请期待!

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