MP3的頻率、位元速率、碼率與音質的關係

標籤：使用   檔案   io   art   for   問題   

想知道MP3的頻率、位元速率、碼率與音質的關係，是不是頻率越高，碼率越高，音質就越好。好像MP3大多數的頻率都是44100HZ的。碼率有128，192等等。

這裡所說的頻率是採樣率，一般都是44100KHz的，由於這是音樂CD的標準。
每一首歌，都是從CD抓軌、轉成WAV檔案、再用Lame等軟體轉為MP3的。所以肯定都是44100KHz的採樣率。除非你的不是歌，而是自己錄音成為WAV檔案，並且錄音時選了其它的採樣率。
影響MP3音質的主要是碼率。如今最好的是320K的CBR（固定碼率）和VBR（可變碼率），VBR檔案比CBR小一點。192K的VBR是網上最流行的，能夠同一時候滿足音質和檔案大小的要求，但我自己一般都是用CD抓軌或下載APE（無損壓縮，能夠還原為WAV檔案）然後轉成320K的VBR。
最後提醒你一點：MP3轉碼是有失真的，並且這樣的失真是不能夠逆向恢複的。也就是說，你把MP3轉成WAV音質，檔案大小添加?幾十倍，音質卻還是還是MP3那個音質。
想聽低失真的，不如聽CD，或者下載APE！
首先，音質是個非常主觀的東西！
往往說音質好，一種是指還原度好，就是說和錄製的時候區別越小越好；一種是指悅耳，就是好聽。就mp3來說，mp3是一種壓縮格式，碼率越高，通常來說就代表壓縮小，損失的細節比較少，也就是說，碼率越高聽起來越接近原聲。可是音質還和你的輸出裝置有關，比方說一部好的mp3，一對好耳機，這都對你的聽音音質有協助！
因此，假設想改善音質，最好還是從以上幾個角度出發，不要過分強調當中哪一方面。等到你對音質有了更高的要求的時候，能夠放棄mp3，而直接改停cd，cd承載的是波形檔案，全然是音質無損的格式，這樣會有更好的效果。
假設想失真度小，那麼提高碼率是唯一的辦法，最好使用可變碼率（VBR）壓縮製作的mp3檔案，能夠達到最大逼真度和最小檔案大小之間的平衡。
最後，想要全然無損音質的話，還是得採用無損壓縮格式或者是無壓縮檔格式的音頻檔案。

MP3格式的音質究竟好到什麼程度？128/192/256/320等等各種壓縮比率/壓縮模式的MP3音質有什麼不同？有一些什麼基本原理？APE/WMA/等等其它格式的音質究竟如何呢？
說起mp3我想恐怕如今沒有什麼人會說沒聽說過它的，就算您不是mp3的使用者，但就城市裡無處不在的廣告，宣傳活動，朋友們相互間的討論，網路上的豐富資源，這些總能讓您有點印象吧？對時尚的年輕一族，特別是喜歡音樂的朋友和喜歡數位裝置的朋友來說，mp3恐怕是個天天都要念叨的詞彙，可是究竟什麼才是mp3，mp3的音質如何定論，如何才是好壞和如何才幹聽到高品質的mp3呢？？？我想以下的這片文章能夠協助你解決非常多疑問。
縱觀如今的mp3使用者中，比較公認的通用製作標準是eac抓軌+lame的壓縮，我自己也是使用這種搭配，在這種製作過程中有經驗的朋友會摸索出一些訣竅，針對不同的音樂使用不同的參數設定和壓縮比例，從標準的128kbps到最大的320kbps不等，可是這些碼率間的效果差距和差別究竟有多少？？如何才是最合適的壓縮比例，cbr和vbr應該選取那個更好等這些問題都是大家常討論的，為了弄清楚這些細節，我又特地有針對性地做了一次實驗，以下和大家一起分享一下我得一些感受。
我自己平時是非常喜歡聽古典音樂的，所以這次測試的曲目選擇的就是巴哈的《格蘭登堡協奏曲》第一軌，慕尼黑巴哈樂團演奏，抓軌軟體eac，壓縮軟體cd’ex，播放軟體fooba2000 v0.8版本號碼，測聽耳機器材是音特美的er6和舒爾的e3c。由於古典曲目細節多，樂隊大，對聲音素養的各方面要求都比較高，所以能比較明顯的反映各個不同處理方法之間的細節差別。
我先用rac抓了軌，然後用cd’ex軟體裡面的lame mp3 encoder(vision 1.92 engine 3.92)引擎對wav檔案進行處理，lame參數上面我進行了逐個實驗來選擇好的效果：
第一個參數thread priority 分別選擇最高和最低，其它參數相同的情況下壓縮對照，發現線程優先是否的程度對聲音是沒有影響的，產生的檔案大小都一樣，對照聽起來也是一樣的，所以這個參數對音質沒有不論什麼影響。
第二個參數是version，能夠選擇的有mpegI、mpegII和mpegII.V，相同的，別的參數都確定，分別用這三個選項壓縮了三次，對照聽下來，儘管三種方式的檔案大小都相同，可是還是mpegI的實際聽感要好一些，中低頻的壓縮比率要略小，可是高頻失真稍微多一點，聽人聲和流行音樂著一種是比較適合的，聽古典的用mpegI型也不錯，聲底比較好，可是假設是小提琴等中高頻多的獨奏類音樂，能夠推薦使用mpegII.v類型的，會有比較好的效果。
第三個參數是最重要的，這就是碼率，選擇他直接影響到你的mp3檔案尺寸大小和聽感，壓縮比高的失真大，壓縮比小的失真小，可是怎麼才幹找到一個我們自己雙方面都能接受的平衡點呢？這就須要在實驗裡仔細摸索，考慮到低碼率的檔案聲音素養不太適合播放音樂，所以最低定為128kbps，依次使用128、192、256、320共四種固定碼率的檔案來進行對照和測試。
128kbps的壓縮比還是比較粗糙的，高頻部分壓縮後失真非常明顯，聽起來空洞，乾癟、刺耳，還時常有忽悠忽悠的聲音，樂器的質感非常差，部分樂器都變了味道，甚至可能會聽錯，3分39的一段樂曲壓縮後的體積是3414kb，體積儘管不大可是聲音不能讓人愜意，存在比較大的缺陷。
192kbps碼率的壓縮效果比起128來說可是要好多了，首先聲音紮實，至少沒有那種空洞感，高頻失真也小了非常多，聲音緊湊，雜音小，乾淨，達到了相對照較理想的聽音效果，僅僅是由於壓縮還是比較厲害，細節的表現仍舊不是非常好，樂器尤其是管樂器的質感還是非常硬，不真實，缺乏樂感，壓縮後的尺寸是5123kb，我認為這個壓縮比例在128~~256m容量的mp3播放器上使用比較好，既能夠滿足主要的聽感，也在尺寸上合適，128m大約能儲存95分鐘的音樂，256m則翻倍為190分鐘的音樂。
256kbps的壓縮率比起192自然是在音質上更上了一個台階，就拿曲目剛開始的10秒鐘說，大提琴部的低頻明顯顆粒感就小了非常多，聲音更加順滑自然，質感和紋理也更加清楚一些，細節方面多了不少，氣氛的渲染比較突出，後面的曲子進行中的聲部輪換也表現力起來很多，大訊號小訊號的清楚度也提升一些，聲音更加仔細耐聽，可是與此同一時候，檔案的體積也一下子添加?到了6831kb，這對於256m的mp3播放器來說還是能夠承受的，計算一下不難知道，依照256的碼率能夠存放約135分鐘的音樂，一般來說也是夠用了，128m就有點少了，僅僅能支援一個小時多一點，所以推薦128m的使用192碼率。
320kbps是lame能夠提供的最大碼率了，終於的組建檔案是8592kb，大概就是8.4M，對照wav檔案的37M來說，壓縮比基本為4.5：1，可是產生的mp3檔案聽起來已經失真非常小了，對照其它碼率320的自然優勢明顯，音色，細節等等都非常細膩，基本是達到了原樣複製了cd的聲音素養，特別在帶有mp3播放功能的cd播放器上上聽起來，基本沒有什麼差別，只是我使用了比較高檔的耳塞，解析力比較高，再加上我對音樂和器材的經驗和能力，對照wav檔案還是聽出了很多不同，首先；壓縮過的mp3聽起來有點縮水的感覺，總體比較幹，沒有wav檔案聽起來鮮活充滿動感，末端細節、泛音和空間感上，分離度上也不及wav檔案來的素養高，只是在音色上已經算是相當接近了，僅僅是表現力上面差一些，數位味道比較濃重。所以假設您使用的是ipod等這類微型硬碟式的隨身聽播放器，那我還是推薦您使用320kbps的壓縮比率，這樣能夠得到相對最好的聆聽感覺，當然直接聽wav是最好的啦~~無壓縮，沒損失，可惜如今還沒什麼隨身聽支援ape這種無損壓縮，不然又能夠多種選擇了。
上面給大家說得都是固定碼率的壓縮比，在lame裡這叫做CBR(即不可變碼率)，事實上lame最大的特點就是它給使用者提供了可變碼率VBR的壓縮方式，這種方式在一些停頓，簡單的訊號處會自己主動降低碼率降低檔案尺寸，是一種非常好的編碼方式，可是如何選擇VBR最低和最高的碼率範圍才幹得到最恰當的檔案和音質呢？這又是一個須要實驗來解決的問題，相同的考慮到128kbps為基礎值，所以我們選擇了96kbps到160kbps為一個範圍進行了壓縮，壓縮後的檔案大小是3801kb，比128kbps的CBR僅僅是多了387kb，可是聲音絕對是提高了一個大層次，首先高頻的失真至少小了一半以上，儘管細節處的雜音還不少，可是第一聽感就比128kbps強太多了，壓縮後的平均碼率是147kbps，也是非常節省空間的。隨後又實驗了96kbps到192kbps、96kbps到224kbps、96kbps到256kbps、96kbps到320kbps，發現他們和最大值的CBR壓縮音質非常近似，即96kbps到192kbps的vbr聲音近似cbr的192kbps，可是在尺寸上前者是4481kb而後者是5123kb，所以作為一個多追求高音質又節省空間的折中方法，vbr還真是非常管用。當然還有一方面，由於碼率變來變去，所以穩定性自然要比cbr的稍微差一點。

第四，模式參數上，有stereo、J-stereo、Forced-stereo和mono，對照測試得出標準的stereo效果最好，儘管壓縮出的檔案尺寸最大，可是斟酌較小的檔案尺寸差異和聲音素養區別及聽感，還是認為stereo比較理想。

第五，壓縮方式，軟體裡有vbr-old、vbr-new、及其他兩種，可是僅僅有前面兩種好用，對照新舊兩種vbr編碼方式，發現假設從音質上說，還是老的比較細膩，可是老編碼壓縮速度非常慢，差點兒相同是新編碼方式的5、6倍，一首曲子製作差點兒相同3、4分鐘，非常不好用，並且檔案體積也大出10%左右，所以推薦使用vbr-new給大家，比較方便好用。