MP3音質細談：數字壓縮音頻時代

秘書長

說起mp3我想恐怕現在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，網絡上的豐富資源，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碼設備的朋友來說，mp3恐怕是個天天都要念叨的詞彙，但是到底什麼才是 mp3，mp3的音質怎樣定論，怎樣才是好壞和怎樣才能聽到高品質的mp3呢？？？我想下面的這片文章能夠幫助你解決很多疑問。

　　縱觀現在的mp3使用者中，比較公認的通用製作標準是EAC抓軌+Lame的壓縮，我自己也是使用這樣的搭配，在這樣的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置和壓縮比例，從標準的128kbps到最大的320kbps不等，但是這些碼率間的效果差距和區別到底有多少？？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試驗，下面和大家一起分享一下我得一些感受。

　　我自己平時是很喜歡聽古典音樂的，所以這次測試的曲目選擇的就是巴赫的《格蘭登堡協奏曲》第一軌，慕尼黑巴赫樂團演奏，抓軌軟件EAC，壓縮軟件CDex，播放軟件Fooba2000 v0.8版本，測聽耳機器材是音特美的er6和舒爾的e3c。因為古典曲目細節多，樂隊大，對聲音素質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EAC抓了軌，然後用CDex軟件裡面的lame mp3 encoder(vision 1.92 engine 3.92)引擎對wav文件進行處理，lame參數上面我進行了逐個試驗來選擇好的效果：


　　
第一個參數thread priority 分別選擇最高和最低，其他參數相同的情況下壓縮對比，發現線程優先是否的程度對聲音是沒有影響的，生成的文件大小都一樣，對比聽起來也是一樣的，所以這個參數對音質沒有任何影響。

　　第二個參數是version，可以選擇的有mpegI、mpegII和mpegII.V，同樣的，別的參數都確定，分別用這三個選項壓縮了三次，對比聽下來，雖然三種方式的文件大小都相同，但是還是mpegI的實際聽感要好一些，中低頻的壓縮比率要略小，但是高頻失真略微多一點，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，但是如果是小提琴等中高頻多的獨奏類音樂，可以推薦使用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文件尺寸大小和聽感，壓縮比高的失真大，壓縮比小的失真小，但是怎麼才能找到一個我們自己兩方面都能接受的平衡點呢？這就需要在實驗裡仔細摸索，考慮到低碼率的文件聲音素質不太適合播放音樂，所以最低定為 128kbps，依次使用128、192、256、320共四種固定碼率的文件來進行對比和測試。

　　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，樂器的質感很差，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，體積雖然不大但是聲音不能讓人滿意，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，高頻失真也小了很多，聲音緊湊，雜音小，乾淨，達到了相對比較理想的聽音效果，只是由於壓縮還是比較厲害，細節的表現仍舊不是很好，樂器尤其是管樂器的質感還是很硬，不真實，缺乏樂感，壓縮後的尺寸是5123kb，我覺得這個壓縮比例在 128~~256m容量的mp3播放器上使用比較好，既可以滿足基本的聽感，也在尺寸上合適，128m大約能存儲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很多，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許多，大信號小信號的清晰度也提升一些，聲音更加細緻耐聽，但是與此同時，文件的體積也一下子增加到了6831kb，這對於256m的mp3播放器來說還是可以承受的，計算一下不難知道，按照256的碼率可以存放約135分鐘的音樂，一般來說也是夠用了，128m就有點少了，只能支持一個小時多一點，所以推薦 128m的使用192碼率。

　　320kbps是lame能夠提供的最大碼率了，最終的生成文件是8592kb，大概就是8.4M，對比 wav文件的37M來說，壓縮比基本為4.5：1，但是生成的mp3文件聽起來已經失真非常小了，對比其他碼率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的聲音素質，特別在帶有mp3播放功能的cd播放器上上聽起來，基本沒有什麼區別，不過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，對比wav文件還是聽出了許多不同，首先；壓縮過的mp3聽起來有點縮水的感覺，整體比較干，沒有wav文件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文件來的素質高，不過在音色上已經算是相當接近了，只是表現力上面差一些，數碼味道比較濃重。所以如果您使用的是ipod等這類微型硬盤式的隨身聽播放器，那我還是推薦您使用320kbps的壓縮比率，這樣可以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，可惜現在還沒什麼隨身聽支持ape這種無損壓縮，不然又可以多種選擇了。

　　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），其實lame最大的特點就是它給用戶提供了可變碼率VBR的壓縮方式，這種方式在一些停頓，簡單的信號處會自動降低碼率減少文件尺寸，是一種非常好的編碼方式，但是如何選擇VBR最低和最高的碼率範圍才能得到最恰當的文件和音質呢？這又是一個需要實驗來解決的問題，同樣的考慮到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，壓縮後的文件大小是3801kb，比128kbps的CBR只是多了387kb，但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，雖然細節處的雜音還不少，但是第一聽感就比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壓縮音質很近似，即96kbps 到192kbps的vbr聲音近似cbr的192kbps，但是在尺寸上前者是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還真是很管用。當然另一方面，因為碼率變來變去，所以穩定性自然要比cbr的略微差一點。

　　第四，模式參數上，有stereo、J-stereo、Forced-stereo和mono，對比測試得出標準的stereo效果最好，雖然壓縮出的文件尺寸最大，但是斟酌較小的文件尺寸差異和聲音素質差別及聽感，還是覺得stereo比較理想。

　　第五，壓縮方式，軟件裡有vbr-old、vbr-new、及其它兩種，但是只有前面兩種好用，對比新舊兩種vbr編碼方式，發現如果從音質上說，還是老的比較細膩，但是老編碼壓縮速度很慢，差不多是新編碼方式的5、6倍，一首曲子製作差不多3、4分鐘，非常不好用，而且文件體積也大出10%左右，所以推薦使用vbr-new給大家，比較方便好用。
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　　mp3可不是什麼憑空製造出來的詞彙，而是一個技術術語的縮寫，即MPEG-1 AudioLayer-3的縮寫拼法，這是什麼意思呢？我來給大家解讀一下：MPEG-1 AudioLayer-3就是mpeg1類型國際標準技術協議中的音頻部分第三層協議，它說明的是一種音頻格式，是不是看起來很複雜？不要緊我們一點一點來說，首先mpeg——這個詞是Moving Picture Exp-erts Group的縮寫, 就是動態影像壓縮處理小組的意思。這個小組相當厲害，專門研究開發動態靜態視頻（包含音頻）方面的幾乎所有國際技術標準，我們看的從電視到電影，從vcd 到dvd都應用他們的研究成果，mp3正是他們的mpeg1協議中的一部分，音頻部分在第三層，所以稱作mp3，據我所知mp3的誕生是mpeg小組的工作人員在非有意識的情況下發現的，它是作為一種cd音軌的抓取方式被產生出來的，在當時的試驗中最多算個附屬產物，可就是這個小小的附屬產物卻演化出了我們現今最最流行的音樂格式，那麼是為什麼呢？我們一起去看個究竟。

　　首先是體積小：根據不同的壓縮比率可以得到大小不等的文件尺寸，但是比起原始的wav格式，體積那是要小了太多了，文件體積小，存儲空間就小，用來播放的硬件設備體積、造價等方面就會顯著下降，所以就有了良好的市場，在加上到處都有mp3文件的下載，比起cd播放器用戶還要不停購買軟件來，自然又是節約了一筆。再次：隨心所欲，小體積的播放器可以輕鬆的隨身攜帶，我愛怎麼用就怎麼用，而且因為播放器電路部分相對功耗低，所以單電池工作時間也長，省去了很多更換電池的煩惱，還有就是用家可以隨意的把自己喜歡的曲子放在一起聽，而不必受制於音像出版商的成型軟件，自由度非常大，這讓我想起了周傑倫給動感地帶作廣告的一句廣告語「我的地盤，我作主！」真cool~~~！！
說了這麼一堆相關的話一定讓大家等急了，下來讓我們深入主體，為大家徹底的剖析一下mp3的方方面面。