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音頻信號分頻段演算法

發布時間:2022-09-04 18:36:59

① 關於音頻頻率

音頻的頻率范圍及表現力度

音頻的頻率范圍、音質的評價標准一般認為20Hz-20kHz是人耳聽覺頻帶,稱為「聲頻」。這個頻段的聲音稱為「可聞聲」,高於20kHz的稱為「超聲」,低於20Hz的稱為「次聲「。

所謂聲音的質量,是指經傳輸、處理後音頻信號的保真度。目前,業界公認的聲音質量標准分為4級,即:

數字激光唱盤CD-DA質量,其信號帶寬為10Hz~20kHz;

調頻廣播FM質量,其信號帶寬為20Hz~15kHz;

調幅廣播AM質量,其信號帶寬為50Hz~7kHz;

電話的話音質量,其信號帶寬為200Hz~3400Hz。

可見,數字激光唱盤的聲音質量最高,電話的話音質量最低。

除了頻率范圍外,人們往往還用其它方法和指標來進一步描述不同用途的音質標准。 音頻頻率范圍一般可以分為四個頻段,即:

低頻段(30—150HZ);

中低頻段(30—150HZ);

中低頻(150—500HZ);

中高頻段(500—5000HZ);

高頻段(5000—20kHZ)。

30—150HZ頻段:能夠表現音樂的低頻成分,使欣賞者感受到強勁有力的動感。

150—500HZ頻段:能夠表現單個打擊樂器在音樂中的表現力,是低頻中表達力度的部分。500—5000HZ頻段:主要表達演唱者或語言的清淅度及弦樂的表現力。

5000—20kHZ頻段:主要表達音樂的明亮度,但過多會使聲音發破。

② 音頻信號的頻率范圍中頻信號頻率范圍

音頻頻率范圍一般可以分為四個頻段:

1、低頻段(30~150Hz);

2、中低頻段(30~150Hz);

3、中低頻(150~500Hz);

4、中高頻段(500~5000Hz);

5、高頻段(5000~20000Hz)。

調頻收音機的中頻信號頻率為10.7MHZ。

電視機的圖像中頻信號是38MHZ,音頻的中頻信號是6.5MHZ,中短波收音機的中頻信號是465KC,調頻收音機的中頻是10.7MHZ。

(2)音頻信號分頻段演算法擴展閱讀

信號的傳輸:

信號的平衡傳輸是一種應用非常廣泛的音頻信號傳輸方式,是利用相位抵消的原理將音頻信號傳輸過程中所受的其他干擾降至最低;

需要並列的三根導線來實現,即接地、熱端、冷端,所以平衡輸入、輸出插件必須具有3個腳位;由於熱端信號線和冷端信號線在同一屏蔽層內相對距離很近,所以在傳輸過程中受到的其他干擾信號也幾乎相同;

被傳輸的熱端信號和冷端信號的相位卻相反,所以在下一級設備的輸入端把熱端信號和冷端信號相減,相同的干擾信號被抵消,被傳輸信號由於相位相反而不會損失;

信號的非平衡傳輸只有兩個端子信號端與接地端,在要求不高和近距離信號傳輸的場合使用,如家庭音響系統,也常用於電子樂器、電吉他等設備。

常見音頻格式:

1、CDA格式。在大多數播放軟體的「打開文件類型」中,都可以看到*.cda格式,這就是CD音軌了。其實唱片上的一首首歌曲,CD唱片格式標準的確定之時,比諸電腦上用的CD-ROM格式還要早一程,所以當初定標準的時候當然不會考慮要讓CD-ROM驅動器也能認出CD唱片。

2、WAV波形音頻格式。WAV是微軟和IBM共同開發的PC標准聲音格式,文件後綴名.wav,是一種通用的音頻數據文件。通常使用WAV格式用來保存一些沒有壓縮的音頻,也就是經過PCM編碼後的音頻,因此也稱為波形文件,依照聲音的波形進行存儲,因此要佔用較大的存儲空間。

3、MP3/MP3 Pro格式。MP3是一種音頻壓縮技術,其全稱是動態影像專家壓縮標准音頻層面3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III),簡稱為MP3。



③ 請問5.1聲道音響的各頻段頻率具體是怎麼劃分的

給你轉一篇文章,希望對你有幫助。
再論AV功放的分頻點設置及低音炮的截止頻率設置
首先在了解這兩方面的設置之前,必須要理解AV功放/低音炮為什麼要存在這樣的設計?只要搞明白它們的設計初衷,所有問題自然迎刃而解!那麼為什麼會產生這樣的設計呢?這還要從杜比(AC-3)及DTS的技術說開去。
1)杜比數字(Dolby Digital)環繞聲
杜比數字(Dolby Digital)環繞聲系統(即AC-3)是美國杜比實驗室新開發的一種全數字化音頻壓強編碼系統。共有6(5.1)個完全獨立的聲音通道:3個前方的左、中、右聲道和後方的左、右環繞聲道和超低音聲道。
前5個為全音域的(20HZ~20KHZ),超低音聲道的頻率范圍只有20HZ~120HZ,所以稱為「.1」聲道。要求超低音箱的音量比其它各聲道大10dB,具有更加震撼的低效果。
杜比數字AC-3是根據感覺來開發的編碼系統多聲道環繞聲。將每一種聲音的頻率根據人耳的聽覺特性區分為許多窄小頻段,
在編碼過程中再根據音響心理學的原理進行分析,保留有效的音頻,刪除多餘的信號和各種雜訊頻率,使重現的聲音更加純凈,所有6個聲道的信號都是獨立數字化的,各聲道的分離度高達90db,是杜比數字一個突出優點。
採用杜比數字環繞聲系統同樣需經杜比實驗室認可。
2)數字影院系統(DTS)
DTS是Digital Theater System的縮寫,即數字影院系統。是美國DTS公司與環球電影公司合作推出的數字環繞聲系統。DTS系統與杜比數字(Dolby Digital)有類似之處,也是一種多聲道採用壓縮編碼技術,
將6路甚至更多路的數字聲軌同SMPTE(電影與電視工程協會)所規定的時間碼同步起來,並直接錄制在電影拷貝或其它軟體上,音頻信號的數字壓縮技術,實際上是對線性脈碼調制後的數字信號進行再編碼過程,
DTS能夠對6個聲道20比特原聲質量音頻信號進行編碼和解碼。DTS採用CAC(相干聲學編碼)結構的壓縮方式有別於杜比數字的壓縮方式,典型的壓縮比為3:1,僅為杜比數字的四分之一,原始信號丟失較少,
可保留原來聲場中較豐富的細微信號,DTS的96KHZ的取樣頻率為杜比數字48KHZ的一倍,並輕而易舉將數據傳輸率提高到1411Kbps,比杜比數字的448 Kbps高出了3倍,因此其再現聲場在連續性、寬廣性和層次性方面都較為理想。
Dolby AC-3 / DTS 主要性能特點表
類 別 Dolby AC-3 DTS
軟 件上聲道 數 5.1 5.1
解 碼 後聲道數 5.1 5.1
聲 道 構 成 L C R SL SR SW L C R SL SR SW
環 繞 道 數 雙聲道 雙聲道
左中右音箱頻響 20Hz-20KHz 20Hz-20KHz
環繞聲音箱頻響 20Hz-20KHz 80Hz-20KHz
超低音音箱頻響 20HZ-120HZ 20HZ-80HZ
動 態 范 圍 105db 138db
聲 道 間 分離度 105db >105db
輸 出 信 噪 比 115db >115db
信 號 錄 制 數字方式 數字方式
大家注意關鍵詞: 各聲道的頻響范圍
Dolby AC-3
L C R SL SR SW 五個聲道全部為全音域的 20Hz-20KHz!
超低音聲道的頻率范圍是 20HZ-120HZ!
階段總結:根據Dolby AC-3的技術指標,在極端狀態下最理想的配置是:要5隻能夠還原20HZ-20KHZ的主/中/環音箱.一隻能夠還原20HZ-120HZ的超低音音箱.

問題出現了:目前世界上有這樣的主/中/環音箱嗎?即便有,其價格+體積能被幾個人所接受呢?
哈哈哈哈哈.............所以,毛主席說了:一切要從實際出發!
好了,現在我們來搭配一套最常見的5.1 AV系統
主箱落地 頻響范圍:40HZ-20KHZ
中置 頻響范圍:80HZ-20KHZ
環繞 頻響范圍:80HZ-20KHZ
主動超低音箱 頻響范圍:25HZ-200HZ
普通的帶解碼AV功放(無分頻調節功能)
按照Dolby AC-3的技術指標,這套系統出現什麼問題了呢? 答-----頻段丟失!
L R主聲道 20HZ-40HZ的頻段全失!
中置/環繞 20HZ-80HZ的頻段全失!
低音炮 20HZ-25HZ的頻段丟失!
可以看出低音炮丟失的細節最少,而主/中/環丟失那麼多的細節你能忍受嗎???
這時候小鬼子就跳出來了,說到:"世界上屬我們最聰明了,所以都管我們叫鬼子嗎,我們來解決! 給AV功放加個分頻管理就行了!" 就這樣具有分頻管理功能的AV功放誕生了.它可以把主/中/環不能還原的低頻信號分配給低音炮來處理(誰讓你有這個能力而且最清閑了)!哈哈哈哈....
階段總結:因為絕大多數的音箱不能還原該聲道的全部低音頻響信號,為了不損失或者將損失降低到最小,應運而生了AV功放的分頻管理功能,同時也利用了人耳對100HZ以下的低頻信號無方向感的生物特性.實際上是一種被逼無奈的妥協,也是一種善意的欺騙........
好了,看到這里大家是不是明白該如何設置系統的分頻點了呢?
補充幾點說明:
1)高檔的AV功放(或解碼前級)都具有各聲道的獨立分頻點設置功能,這樣可以根據不同的搭配來設置各聲道的不同分頻點,例如上面舉例的5.1系統,就可以把主箱的分頻點設為40HZ,中置/環繞的分頻點設為80HZ,這樣更能接近Dolby AC-3的要求.
2)大多數的AV功放只有一個統一的分頻點設置,這樣為了不丟失頻段,只能以中置/環繞最弱處(既頻率下限最高的那個箱子)為分頻點的最佳設置.
3)關於音箱大小的設置說明:在已經設置了分頻點的情況下,如果把主箱設置為大,那麼主聲道的全部信號全部給主箱,低音炮一點也得不到!除非你的主箱能下潛到比你的低音炮更深,不然,主聲道的低頻信號就會丟失的更多!
如果把主箱設置為小,那麼主聲道在分頻點以上的信號仍然由主箱來重播,而分頻點以下的低頻信號就全部交給了低音炮來處理.其他聲道的大小設置以此類推!
4)大多數AV功放在低音炮設置里有個選擇「BOTH」,可以在主箱設置大得情況下,讓低於功放分頻點的聲音同時從低音炮和主箱出。

最後說說低音炮的截止頻率設置
大多數低音炮的後面板都有這個設置旋鈕,一般截止點由40HZ-120~200HZ隨意調整.這個鈕究竟旋到哪合適呢?------ -( 題外話:很多人都認為這個截止點設在稍高於功放的分頻點為好,其實是及其錯誤的,為什麼這樣說請往下看)
首先要弄清楚在5.1下的低音炮究竟做那些工作? 回顧一下前面所述,按照Dolby AC-3的技術指標,這個".1"應該是一個完全獨立的聲道! 這個聲道的理論頻率范圍是20HZ-120HZ.但是可恨的小鬼子為了解決主/中/環頻段丟失的問題,通過功放的分頻管理,又加入了其它聲道的低頻信號( 請注意是加入,並不是將獨立的超低音聲道也弄進來進行混合處理 ).所以,低音炮是一心管二,既干自己應該乾的活,又要幫別人幹活!(呵呵....沒辦法,上指下派)
然後咱再說說什麼叫做"截止點"? 簡單的說就是這個"點"決定低音炮的工作頻率范圍,點以上的它不管,"點"以下的盡全力都管!

那到底這個"點"設在多少合適呢? 答:120HZ或者再高一點 !!!
理由:
1)Dolby AC-3/DTS的技術指標,超低音聲道的頻響范圍是20HZ-120HZ,製作上限就是120HZ!
2)絕大多數音箱的低頻下限都會在120HZ以下,也就是說功放的分頻點很少有必要設到120HZ以上!
補充一點:如果播DTS,那麼截止點也可以設在80HZ(在功放的分頻點低於該值下),因為DTS超低聲道的頻響范圍是20HZ--80HZ,總之就是以不丟失細節為原則!
但是,切換一次音軌就要去低音炮的屁股後面調一次截止點,看來也夠麻煩的,所以還是設在120HZ省心,呵呵............

④ 音響音頻的劃分分為哪些層次

超薄平板音箱,平板音響的出現使家庭組合(家庭影院、背景音樂)向超薄方向發展成為了可能自1998年到2012年平板音響也經歷了幾個發展階段,1998年三諾公司引進平板音響,到華龍帝聲(DS)、托微克(TVC)繼承和發展,到2008年成都天翔(HVS)研發出中國自己平板發音技術"VT"稱「第五代平板發音技術」,平板音響技術在中國的發展越來越趨於成熟,薄型壁畫超薄音響在家庭中的使用趨於成熟化!嵌入式音響,嵌入式音響的出現源於1998年的成都福韻(FREENOTE),經歷了十幾年的發展,嵌入式音響在「家庭中央網路音響系統」、「嵌入式家庭影院」中發揮了很大的作用;成都天翔(HVS)結合平板音箱和嵌入式音響的特長,研發出新一代家庭音響系統「家庭養生音響系統」,為家庭音響的發展做出了試探型的一步!

⑤ 音源分高音低音嗎

1、 科學的聲部區分和聲音類型劃分法
先介紹美聲唱法聲音類型區分的標准。
美聲唱法在聲部的區分是有一定的標准和規格的。無論是男聲還是女聲,都有高音、低音、中音之分。在合唱中分成四個大的聲部,每個聲部還有第一和第二之分,即第一女高音聲部,第二女高音聲部;第一女中音聲部;第二女中音聲部;第一男高音聲部,第二男高音聲部;男中音、男低音聲部。
對於每個學習美聲唱法的歌者來說,歌唱發聲器官條件決定了聲音屬於哪個聲部。具體劃分必須慎重,必須由專家來鑒定。
美聲唱法按聲音表現力不同和音色的不同,劃分為戲劇和抒情兩種類型。如戲劇女高音,抒情女高音;戲劇男高音,抒情男高音等等。明確自己的聲音屬於哪種類型,這點非常重要。我小的時候,因為聲音又低又粗,不好意思在別人面前唱歌。沒想到,一次部隊文工團招收歌唱演員,要的還就是這種憨聲音。在我國,女低音還很少見。高音有高音的妙用,低音有低音的效果。如果把一個戲劇女高音當做女中音來訓練,或把一個抒情女高音當做戲劇女高音來訓練,都會給歌者帶來不良的後果。所以,確定一個歌者的聲音類型的時候,一定要慎重。不然,會影響一個歌者的藝術前途和命運。我認識的位歌唱家就有過這樣的經歷,她一直以女中音歌唱家面目出現在舞台上近 20 年,高音解決了以後才知道,原來自己是個女高音。另一位女高音歌唱家也是,在唱花會眾唱壞了嗓子後才弄清,原來自己是個女中音。可見,歌者的聲音類型的劃分,是一件很重要很復雜的事。
從音域方面看,男高音的音域通常由中央 C 到 A ,經過訓練的特殊人才可以由中央 C 以下的 B 到 B2 、 C3 甚至可以到 D3 。男中音的音域通常由中央 C 下面的 A 到 F ,有些人可由 G 唱到 G2 甚至 A2 。男低音的音域通常由中央 C 下面 E 到 E2, 也有些人可由 E 唱到 F2 。女高音的音域通常由中央 C 到 A2 ,特殊的人才可以由中央 C 以下 A 唱到 C3 甚至 G3 。女中音的音域通常由中央 C 以下 A 到 F2 ,有的人可以由中央 C 下 F 唱到 G2 。女低音的音域通常由中央 C 以下 G 到 E2 ,也有的可以由中央 C 以下的八度唱到 F2.
以上規定的音域對於聲音條件好的,聲樂技術比較熟練的歌者,是能夠達到或超出的,不然的話,難度較大的作品,就難以演唱,尤其是無法演唱歌劇中的角色。但是,在確定歌者聲部的時候,還不能完全以這個標准來規定,因為大部分沒確定聲部的歌者,都可能是初學者,或技術上不成熟者,他們很難達到規定的音域。所以音域的高低不是判斷歌者聲部的唯一標准,而只能是一個重要的依據。用基諾 . 貝基先生的話講: 「 決定一個人的聲部的關鍵,在於他的音色,而不是在於他的高音能唱多高,低音能唱多低。 」 高音的音色明亮,音質純凈華美;低音的音色混暗,深沉豐滿。男低音的音色更是像洪鍾一樣洪亮有力。當然,也有的歌手在沒有掌握歌唱技巧以前,音色可能還沒有完全展現出來,這個時候就要一方面積極糾正發聲方面的問題,另一方面還要參考音域的高低,從兩個方面去衡量和鑒別。等到發聲方法解決了以後,再確定聲部也不遲,不然的話,很可能作出錯誤的判斷。
在確定歌者的聲部時,除了依靠音色和音域來作為依據外,還可以根據換聲點的高低來劃分聲部。高音和低音的換聲點是不同的。也有人稱換聲點為過渡音。高音部的換聲點要高一些,中聲部低一些,低聲部更低。一般情況下,女生的這個換聲點比較容易通過,男生的換聲點較為明顯,也比較難通過。有的聲樂文獻指出:對初學者而言,所有的音都是換聲點。這種說法未見得十分准確,但也不無道理。可以在依靠音域和音色對歌者的聲部難以確定的時候,把換聲點的高低作為一個參考依據。用多種手段和方法來確定歌者的聲部是可取的。
綜上所述:美聲唱法的聲部之分和聲音類型之分是十分嚴格的。凡是學習美聲唱法的人,必須具備相應的條件,一般要經過少說三四年,多說十年八年的時間,才能掌握美聲唱法的高難技巧,達到成熟。美聲唱法可保持聲音長久,歌唱到 60 多歲聲音仍舊很有魅力。
2 、民族唱法聲音類型的劃分
民族唱法沒有聲部的區分,也就是說,民族唱法只有高音,沒有中音和低音之分。這是由民族唱法的性質決定的,民族唱法要求聲音色調明亮,以真聲為主,高亢、脆、直,聲音靠前。自然音域寬、本質聲音條件好、聲音個性強的男高音或女高音,適合用民族方法演唱。
3、 通俗唱法聲音類型的劃分
通俗唱法聲音類型的區分,目前還沒有專家論證。我認為自然音域較窄,聲音個性不強的,可以劃分為輕聲自然型;自然音域較寬,聲音個性強的,可以劃分為歐美藝術型。通俗唱法原則上不要求聲音條件好壞,不要求音色統一,唱法也各異。沙啞的嗓音在通俗唱法中,也可以稱為一種類型,或演唱勁歌或演唱搖滾。甜美的嗓音演唱通俗歌曲,應劃分為民歌型 。
另外:
音箱的高中低頻主要靠分頻器來區分。
分頻器按分頻頻段可分二分頻、三分頻和四分頻。二分頻是將音頻信號的整個頻帶劃分為高頻和低頻兩個頻段;三分頻是將整個頻帶劃分成高頻、中頻和低頻三個頻段;四分頻將三分頻多劃分出一個超低頻段。
分頻點與分頻斜率是直接影響分頻品質分頻頻率(交*頻率)。
分頻點是指兩個相鄰揚聲器(如二分頻中的高音與低音,三分頻中的高音與中音,中音與低音)的頻響曲線在某一頻率上的相交點,通常為兩個揚聲器中功率輸出的一半處(即-3db點)的頻率,要根據音箱和每個揚聲器的頻率特性和失真度等參數決定。通常二分頻分頻器的分頻點取1khz~3khz之間,三分頻取250hz~1khz和5khz兩個分頻點。
選購上,建議您在購買的時候一定要多加小心,不要盲目地聽店主的推薦和介紹,買這種東西絕對不可以心急。最好之前樓主多去一些音響論壇先去具體了解些音響知識。個人建議樓主去高級別的鑽石賣家購買,與賣家多聊聊,還可以通過聊天軟體向曾經購買者那裡了解些實際使用狀況,這樣總比被單方面地聽店主忽悠強。

⑥ 怎麼求調幅音頻信號頻率分布范圍多少

摘要 音頻頻率范圍一般可以分為四個頻段:

⑦ 音域及音頻范圍是如何劃分的

音響系統的重放聲音的音域范圍一般可以分為超低音、低音、中低音、中音、中高音、次高音、高音、特高音八個音域。 音頻頻率范圍一般可以分為四個頻段,即 低頻段(30~150Hz); 中低頻段(150~500Hz); 中高頻段(500~5000Hz); 高頻段(5000~20000Hz)。 30~150Hz頻段: 能夠表現音樂的低頻成分,使欣賞者感受到強勁有力的動感。 150~500Hz頻段: 能夠表現單個打擊樂器在音樂中的表現力,是低頻中表達力度的部分。 500~5000Hz頻段: 主要表達演唱者語言的清晰度及弦樂的表現力。 5000~20000Hz頻段: 主要表達音樂的明亮度,但過多會使聲音發破。

⑧ 音響系統中的音域及音頻范圍是如何劃分的

音響系統的重放聲音的音域范圍一般可以分為超低音、低音、中低音、中音、中高音、次高音、高音、特高音八個音域。音頻頻率范圍一般可以分為四個頻段,即低頻段(30~150Hz);中你頻段(150~500Hz);中高頻段(500~5000Hz);高頻段(5000~20000Hz)。其中,30~150Hz頻段:能夠表現音樂的低頻成分,使欣賞者感受到強勁有力的動感。150~500Hz頻段:能夠表現單個打擊樂器在音樂中的表現力,是低頻中表達力度的部分。500~5000Hz頻段:主要表達演唱者語言的清晰度及弦樂的表現力。5000~20000Hz頻段:主要表達音樂的明亮度,但過多會使聲音發破

⑨ 音頻文件的"頻率","碼率"和"比特"各是什麼意思

【編者前言:MP3格式的音質到底好到什麼程度?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/等等其他格式的音質究竟怎樣呢?數碼音樂社區版主andrekknd為我們精心撰寫了本篇評論,希望能對大家有所幫助。

龍天使】

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,抓軌軟體eac,壓縮軟體cd』ex,播放軟體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。

(頻譜對照圖稍候奉上)

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?這就需要在實驗里仔細摸索,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,干癟、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,首先聲音扎實,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,干凈,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分鍾的音樂,256m則翻倍為190分鍾的音樂。

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秒鍾說,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,聲音更加細致耐聽,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分鍾的音樂,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,基本是達到了原樣復制了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里這叫做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最低和最高的碼率范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為一個范圍進行了壓縮,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,軟體里有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分鍾,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。

mp3吧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類型國際標准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,是不是看起來很復雜?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准,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,用來播放的硬體設備體積、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體來,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松的隨身攜帶,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體,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~~~!!

說了這么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。

一、 基礎知識:

數字壓縮音頻與mp3技術:

要說mp3我得先說一下數字壓縮音頻,恩,數字壓縮音頻顧名思義就是壓縮的數字音頻了,可是什麼是數字音頻?什麼是壓縮呢???下面是一些較專業的解釋,有興趣的朋友可要仔細看啰~!

在計算機的數字世界中,聲音都是以數字編碼的方式儲存的,不同於傳統生活中的模擬音頻,因為計算機只能記錄0和1的數字,所以必須對模擬音頻進行量化取樣,根據奈魁斯特(NYQUIST)采樣定理,用兩倍於一個正弦波的頻繁率進行采樣就能完全真實地還原該波形,因此一個數碼錄音波的采樣頻率直接關繫到它的最高還原頻率指標。例如,用44.1KHZ的采樣頻率進行采樣,則可還原最高為22.05KHZ的頻率-----這個值略高於人耳的聽覺極限,所以a/d轉換通常都使用44.1KHZ 以上的采樣頻率,但是聲波資料的文件大小因取樣頻率(一般以Hz為單位)和取樣的比率(一般以bits為單位)而有所不同,取樣頻率越高所需要的儲存空間也越大,取樣相同的比率越高所需要的儲存空間也越大,這就造成了在實際操作中的困難,從而壓縮技術的出現就變成了必然。

數字壓縮就是指對已經進行完成采樣的原始數字音頻文件進行「減肥」,利用一些有效的演算法和方式,將文件中的冗餘信息取出,這樣可以減少體積,方便使用,具體的操作過成太過復雜和專業(連我這個學計算數學的都看著費勁),所以就不一一給大家解釋了,只在這里簡要說明一下壓縮中要牽扯的MP3壓縮編碼技術:MP3壓縮編碼使用了5種重要的技術:最小聽覺門限判定(Minimal Audition Threshold)、掩蔽效應(Masking Effect)、位儲存槽(Reservoir of Bytes)、聯合立體聲(JointStereo)和霍夫曼編碼(Huffman Code)。依靠這些技術科計算機的計算,我們就能夠大大的降低數字音頻的文件尺寸,將其壓縮後產生的新的音頻格式就是我們熟悉的mp3。

二、 壓縮原理:

不論什麼技術它都要有自己的道理,音頻技術更是如此,因為它直接關繫到我們的聽覺,壓縮過的mp3為什麼聽起來還是很接近cd的聲音呢??這裡面和人的生理構造有莫大的關系。實驗表明,人類能聽到的聲音頻率范圍(音頻)是20Hz~20kHz,但人耳對整個音頻頻段聲音的反應不是平直的,2~5kHz是人耳最靈敏的頻段。依其特性將整個音頻頻段分成多個臨界頻帶,因為人類聽覺系統是依據頻率來分辨聲音能量的,任何頻率的細小聲音都會因掩蔽效應而被臨界頻帶內音量較高的聲音所覆蓋。MP3對其不作量化處理,從而去掉那些人類聽覺系統所無法察覺的聲音,達到壓縮的目的。可見,MP3是一種有損的音頻壓縮編碼。所以說無論多麼高碼率的mp3它都是有損壓縮,聲音的品質是比cd下降了的,但是下降的多少才能被接受,這就因人而異了。

三、 壓縮後的音質:

這是大家最最關心的話題吧,壓縮後的聲音能達到一個什麼樣的標准呢?這里先給大家上個圖表,來看看mpeg的標准中的參考值。

可以看出,由於壓縮比率不同,得到的聲音文件的質量也在逐步提高,128kbps基本就達到了cd音質,是這樣的么???我得回答是:當然不是,這只是一個官方的參考數據表格,在實際的使用中,128這樣的碼率是根本不能表現出cd的聲音質量的,雖然mp3的壓縮過程中使用的軟體演算法不同會有些差異,但是壓縮比率是限制其表現的最根本之處。

市面上不僅僅是只有lame這一種壓縮軟體的,也不是只有mp3一種音頻壓縮格式的,其他公司也先後開發過不少好用的壓縮格式,只是因為各種各樣的原因沒有像mp3這樣推廣開來,但是作為壓縮音頻家族的一員,我在這里也給大家介紹一下,可以讓大家多了解一些東西。

1、 APE:

APE格式:Monkey""s Audio(www.monkeysaudio.com),簡單的說ape是一種音頻的無損壓縮格式,大小隻有wav文件的一半,但是音質沒有絲毫降低。能夠在最大程度上還原CD的音質,當然這也取決於抓軌的質量 。如果抓軌的質量好,ape的音質就會和CD差不多這是mp3等有損壓縮無法達到的,當然無損的代價就是體積的增大,1CD從200mb到400不等所以如果有足夠的帶寬的保證,ape給網友交流CD帶來了更多的方便,解決了許多古典音樂愛好者傳送高音質CD的需求。一張80分鍾的音樂CD大小大約700M,這么大尺寸的傳輸,顯然是非常不方便的,這時用Monkey""s Audio—能把WAV文件壓縮成一半大小(甚至更小)的APE文檔,並且在理想狀態下,當你把APE解壓成WAV,音質沒有絲毫損失。

優點:壓縮率高;音質無損;裝載插件後,可以用Winamp直接播放,音質比任何參數的Mp3或Mp3 Pro更好。

缺點:壓縮及解壓時間過長。

2、 MP3 Pro

為了減低失真程度,MP3 Pro這種新MP3格式出現了。它將整個音頻頻段分離成中低頻和高頻兩個信道,由傳統MP3編碼器負責中低頻部分,而另一個採用SBR技術的(Spectral Band Replication/頻段復制)的解碼器則負責高頻部分,最後兩者在MP3 Pro播放軟體中同時播放,從而得到顯著超過相同Bitrate的MP3之音質。不但高頻細節豐富,顫抖的現象亦已不易覺察,與原始WAV文件非常接近。

MP3 Pro採用的SBR技術,並非直接將音樂中的高頻分離出來並編碼那麼簡單,而是根據對原來編碼器所傳輸的低頻訊號進行分析,從而重新構建出高頻訊號。

3、Real Audio

Real Audio,擴展名RA:這種格式真可謂是網路的靈魂,強大的壓縮量和極小的失真使其在眾多格式中脫穎而出。和MP3相同,它也是為了解決網路傳輸帶寬資源而設計的,因此主要目標是壓縮比和容錯性,其次才是音質。所以我們一般在網上遇到的新音樂試聽都是使用這中格式的。

3、 WMA

WMA就是Windows Media Audio編碼後的文件格式,由微軟開發,WMA針對的不是單機市場,是網路!競爭對手就是網路媒體市場中著名的Real Networks。微軟聲稱,在只有64kbps的碼率情況下,WMA可以達到接近CD的音質。和以往的編碼不同,WMA支持防復制功能,她支持通過Windows Media Rights Manager 加入保護,可以限制播放時間和播放次數甚至於播放的機器等等。WMA支持流技術,即一邊讀一邊播放,因此WMA可以很輕松的實現在線廣播,由於是微軟的傑作,因此,微軟在Windows中加入了對WMA的支持,WMA有著優秀的技術特徵,在微軟的大力推廣下,這種格式被越來越多的人所接受。比起ra來說,版權恐怕是所用用戶最討厭它的地方了。

4、 ACC:

AAC(高級音頻編碼技術,Advanced Audio Coding)是杜比實驗室為音樂社區提供的技術。AAC號稱「最大能容納48通道的音軌,采樣率達96 KHz,並且在320Kbps的數據速率下能為5.1聲道音樂節目提供相當於ITU-R廣播的品質」。和MP3比起來,它的音質比較好,也能夠節省大約30%的儲存空間與帶寬。它是遵循MPEG-2的規格所開發的技術。松下的mp3產品都採用了這種編碼方式,當然也兼容mp3格式,我自己使用時發現aac是非常好用的音頻格式,128kbps的aac足以和224kbps的mp3抗衡,空間卻小了差不多一半,但是在空間上和結構上aac和mp3編碼出來後的風格不太一樣,喜歡與否屬於仁者見仁智者見智的事情。

5、 ATRAC 3/ATRAC 3 plus:

ATRAC3()由日本索尼公司開發,是MD所採用的ATRAC的升級版,其壓縮率(約為ATRAC的2倍)和音質均與MP3相當。壓縮原理包括同時掩蔽、時效掩蔽和等響度曲線等,與MP3大致相同。ATRAC3的版權保護功能採用的是OpenMG。目前,對應ATRAC3的攜帶型播放機主要是索尼公司自己的產品。不過,該公司已於2000年2月與富士通、日立、NEC、Rohm、三洋和TI等半導體製造商簽署了製造並銷售ATRAC3用LSI的專利許可協議。在mdlp壓縮中錄制cd和mp3相比,ATRAC3還是有一定的聲音優勢的,但是版權問題使得使用不是很方便,ATRAC 3 plus由於演算法先進,在音質上得到了更一步的提高,但是只在sony的產品上有比較廣泛的應用,這個讓人比較郁悶。

6、 VQF:

所謂VQF,是指TwinVQ(Transform-domain Weighted INterleave Vector Quantization),它是日本NTT(Nippon Telegraph and Telephone)集團屬下的NTT Human Interface Laboratories開發的一種音頻壓縮技術。該技術受到著名的YAMAHA公司的支持。VQF是其文件的擴展名。它和MP3的實現方法相似,都是通過採用有失真的演算法來將聲音進行壓縮,不過它與MP3的壓縮技術相比卻有著本質上的不同:VQF的目的是對音樂而不是聲音進行壓縮,因此,VQF所採用的是一種稱為「矢量化編碼(Vector Quantization)」的壓縮技術。該技術先將音頻數據矢量化,然後對音頻波形中相類似的波形部分統一與平滑化,並強化突出人耳敏感的部分,最後對處理後的矢量數據標量化再進行壓縮而成。我自己使用中感覺在低碼率情況下,還是vqf好用很多,比同等音質的mp3體積小30%左右,但是高比特率就不太好了,所以也少有人使用它。

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