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真的无损吗?聊聊无损音乐和有损音乐

2021-2-27 15:44| 发布者:蓝鸟| 查看:304| 评论:0|来自:蓝光高清网

摘要:  随着数码时代的来临,黑胶、磁带都已经尘封了,数字信号比模拟信号优越已成为共识。但是,作为数字音乐文件格式的标准,WAV格式容量过大,使用起来很不方便。因此,一般情况下我们需要把它进行压缩为MP3、WMA、F ...




  返回来再说音频压缩。音频的比特率是指每秒传送的比特(bit)数,单位为bps(Bit Per Second),比特率越高,传送数据速度越快。声音中的比特率是指将数字声音由模拟格式转化成数字格式的采样率,采样率越高,还原后的音质就越好。但比特率本身并不对文件的质量有直接影响,例如我们把128kb的文件作为源文件,即使转换成320kb的文件,其音质依然不会比128kb好。视频中的比特率(码率)原理与声音中的相同,都是指由模拟信号转换为数字信号的采样率。

  CBR和VBR

  我们在压缩MP3的时候经常会看到CBR、VBR两种方式。其中CBR就是Constants Bit Rate,恒定比特率;VBR就是Variable Bit Rate,动态比特率。传统的CBR约定死了MP3的采样率为固定值,一首MP3从头至尾为某固定值如128KBit/s进行压缩。而VBR则采取了一种全新的,全程动态调节技术的压缩方法。



  当在低音段时,VBR会自动采用较低的比特率如32KBit/s对音质进行压缩;当在高音段时会用较高的比特率如224KBit/s对音质进行压缩;当在级高端时则采用最高320KBit/s进行压缩。VBR这种在控制文件大小的情况下,最大限度的提高了MP3的音质。

  有损格式和无损格式

  我们再来说有损格式和无损格式。简单来说,有损压缩就是通过删除一些已有数据中不太重要的数据来达到压缩目的;无损压缩就是通过优化排列方式来达到压缩目的。大概可以这样去看:有损压缩就像我们在一篇文章中删除一些不重要的助词,达到目的,解压缩后,已删除的内容无法恢复;而无损则是通过排版方式达到的,解压缩之后,还能获得完整的WAV数据,就像是我们常用的winzip和WinRAR那样。



  在无损格式中,目前比较常用的有APE(Monkey's audio)、FLAC(Free Lossless Audio Codec)两种。前者拥有更小的比特率,后者则更容易传播,其区别就是,FLAC可以在传播中断后,已传播的数据就可以直接使用。比如我们下载一首APE格式的音乐,必须等全部数据下载完成后,才能播放;而FLAC则不同,你只下载了1/3,就能先播放这1/3的内容。

  WAV文件也是一种编码格式,标准WAV文件的比特率是1411kb,而无损压缩则根据源文件的内容不同,大概是900-1000左右。

  有损压缩的特性

  上文我们说到,有损音频相较于无损音频来说,损失了一部分信息。那么,损失了什么信息?为什么要损失这部分信息呢?这就还需要我们了解有损压缩当中的特性。

  音频有损压缩的原理基本上都是利用人耳听觉的心理声学特性(频谱掩蔽特性和时间掩蔽特性等)以及人耳对信号幅度、频率、时间的有限分辨能力,编码时凡是人耳感觉不到的频率不编码、不传送,即凡是对人耳辨别声音信号的强度、声调、方位没有贡献的部分(称为不相关部分或无关部分)都不编码和传送。对感觉不到的部分进行编码时,允许有较大的量化失真、并使其处于听阈(即人耳所能听到的最低音量)以下,人耳仍然感觉不到。所以任何有损格式,码率当然都是越高越好,码率高,不仅波形失真小,而且频率的衰减也小。

  对于一般人来说,无损音乐和有损压缩过的音乐单靠耳朵是听不出其中区别的,但是用好的音响或者耳机播放出来的时候,就绝对可以听出来。而作为音乐爱好者,他们对聆听音乐,往往不仅追求生理上的听觉享受,而且对音乐本身的完整性也有非常高的要求,故而一般均选择无损格式的音乐和优秀的播放设备。

  这里还有一个非常有趣的话题:64kb的AAC(苹果公司使用的音频格式)音质与128kb的MP3音质差不多,但只是MP3一半的大小。(AAC其实与MP3来源于同一个标准MPEG,AAC在诞生之初就是作为MP3的继任者出现的)包括微软的WMA大小也相对较小,但是为什么当前主流音频格式还是MP3呢?关于这个问题,大概有以下几种:

  1、MP3是最早一种在互联网上流行的音频编码标准,人们的行为习惯以及全网支持解码使它更具优势。

  2、不同的编码方式在不同的码率优势不同,在192kb-224kb这个范围内,MP3格式的音质还是有优势的。

  3、从Napster开始的MP3免费下载网站,到各大随身听播放器的支持,使得MP3被广泛传播,后续的AAC格式没有遇上如此大规模的传播机遇,从而导致十多年都没有主流化。

  结语:其实,所谓绝对无损实际上是不存在的。因为电脑文件不管是音频还是图片或者是视频,都是由点构成的。图片最小单位是像素,视频通常每秒是24帧。同样的,音频格式也是有许多声音信息点组成,之所以听起来很连贯,是因为记录点的密集程度超过了人耳能分辨的程度。

  就像我们能很清楚的分辨出1080P比720P的图像看上去更清晰,就是因为1080P的影片的像素更多,精度更高。当然,现在还有4K电视,拥有更精细的图像。与之同理,声音的采样精度越高,声音质量也就越高。

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