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24bit音乐和16bit音乐及多音乐编码格式的解析

(2017-06-23 12:43:39)
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24bit

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分类: 教程

24bit音乐和16bit音乐及多音乐编码格式的解析

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   现在绝大部分音乐CD,是16bit的。声音信息是以16bit形式记录在唱片上的。播放音乐CD,也就是16bit声音信息的重放。

   16bit能处理的最大的声音与最小的声音的倍数是96db(db是分贝,声响的单位)

   夜深人静,我们的房间里声音的响度大约是20db,交通繁忙时市中心的街口,是100db,喷气式飞机飞天时,声响可达140db。正常说话的声音响度约是50db,大声说话,声音响度会有60-70db,军事教官操练士兵时发的口号声可达90-100db

   所以16bitCD唱片的信息不能完全记录实际世界的声音变化---16bit,最多可记录96db的声音差别。并且由于数字化,声音的变化最小是1bit,难以细分声音的微小差别:以最大的声音161来比较,最小的声音变化1bit,216次方分之一;以平均声响(10bit)来比较,则只有210次方分之一了,210次方约1000,也就是说16bitCD唱片只有千分之一的分辨度,所以听CD唱片,有时候感觉甚至不如听卡式磁带“好听”。卡式磁带录音机,是前CD时代的音乐载体。磁带,由于磁粉的非均匀度等原因,噪声很大,整体上说,信号与噪声之比最多能达到60db,做了非线性处理以后,信噪比能达到70db。单从信噪比上,磁带是不能与CD唱片相比(CD唱片的信噪比,轻松达到90db),但是,从声音的变化分辩度上,磁带记录的是模拟信号,不是象CD的数字信号,不是人能够听到的声音变化,所以感觉有时候卡式磁带比CD要细一些。这个问题,一般称为“数码声”,就是CD的声音是“数码声”,不细,有些“空”。

注:信噪比(Signal/Noise),通常以S/N表示,单位为分贝(dB)。

   模拟的时代,还有一种记录介质叫---LP,信噪比约80dbLP,黑胶唱片(不是指黑胶CD),Long Playing 唱片。虽然信噪比不如CD,但声音的分辨度远高于现行CD,即一些细小的声音变化能在LP上听出,而在CD上无法听出来。所以16bitCD音乐,效果在很多方面不如之前的LP,科技的进步没有提升音乐欣赏的效果啊!

44.1kHz取样率的来由,这是根据著名的“乃奎斯特取样定理”得出的结果。“乃奎斯特取样定理”说:在模拟讯号数字化的过程中,如果保证取样频率大于模拟讯号最高频率的2倍,就能100%精确地再还原出原始的模拟讯息。音频的最高频率为20kHz,所以取样率至少应该大于40kHz,为了留一点安全系数,再考虑到工程上的习惯,CD标准最终选择了44.1kHz这个数值。 16bit又怎么来的呢?在量化精度一问的解答中已经说过,量化精度和最终的信噪比有着直接的联系,当初制定标准时,一个主要的出发点就是要获得尽量高的信噪比。飞利浦的工程师倾向于14bit,他们认为14bit已经能获得84dB的信噪比(20log214),比起模拟音源60dB左右的最高值已经有了质的提高。但崇尚规格至上的索尼工程师认为14bit无论如何也不够,坚持16bit的提议,最后索尼的提议获得通过。(mp3bst.com)

   前面分析过,现行CD唱片的声音分辨度约千分之一,一般经过训练的人能分辨声音的变化达万分之一,乐队的指挥可感觉百万分之一的声音变化。发烧友---整天听音乐的,基本上能感觉到几万分之一的声音变化(这不是说你耳朵好、感觉好就永远比不上乐队的指挥,是因为你聆听、感受真实音乐的机会远不如乐队的指挥,好比下棋,你不常与各类高手切磋水平自然很难提高)。所以现在新的音乐形式,在电脑上,采用24bit的形式,以24bit作为一个整体,信噪比就不说了,可达140db!微小细小的声音差别在24bit下,也能得到大的提升,24bit16bit增加了8bit,以比平均声响增加5bit来算,可达6万分之一!除了高水平的指挥,其他人很难区分现场Live与重放!(mp3bst.com)

   24bit音乐是一种“体验”,相比于24bit音乐,现在的16bit音乐都是“有损”的,就象MP3一样。MP3是“有损”的音乐形式,对比Mp3CD音乐,能够听出差别来吗?!

   随着存储空间的越来越大,有些人对音乐的追求,可以得到满足,60分钟24bit96khz采样)音乐约占空间为1G24bit192khz采样)约占空间为1.4G 对比24bit16bit,感觉差别也是较大的,主要是现场感、圆润度有提高,“数码声”减少了很多,或者说,基本上没有“数码声”了。

24BIT是什么意思:

24bit 指使用 3 个字节记录振幅值,意味可以记录 16,777,216 种声音振幅的变化,动态范围可达 144 dB(人耳听觉的动态范围是120dB,超过 120dB 人耳会痛,所以 120dB 又称痛阀)。

 

 CD MP3 常见 44.1KHz16bit 这些技术标准,是什么意思呢?

44.1KHz 表示采样率,即每秒钟取样 441百次(取声音的振幅值)。
那么每个取样点(振幅值)的数据用多大存储空间来保存?答:2 个字节保存,即 16bit(即 16 2 进制位),意味只能记录65536 种声音振幅变化(2 16 次方等于 65536,可以计算出动态范围为96dB)。

 

什么是MQS呢:

MQS概念由韩国公司艾利和提出,是一种全新音乐模式,其全称为Mastering Quality Sound,意为录音棚级别无损音乐。MQS模式音乐通常采用Flac格式存储,多为24bit/96kHz24bit/192kHz级别,其保留了歌曲最原始的信息。与16bit/48kHzCD音乐相比,信息里之高、细节之丰富无需多言。(mp3bst.com)

 

什么是SACD呢:

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Super Audio CD的缩写,是超级音频光盘系统,是索尼和飞利浦在它们联合开发的MMCD(单面双层结构的高密度光碟)基础上研制推出的新数字音频格式。它的频率范围和动态范围均优于CD。SACD是一种新型的光盘,它不是CD格式,而类似DVD光盘,播放时需使用SACD专用的播放设备。(mp3bst.com)

传统CD技术发展了二十年也发展到了极限,仍有很多让人不满意的地方,例如因容量的关系需把部分讯号删除,正如CD只有20kHz,而SACD可达100kHz,虽然人的耳朵不太能听出这种细微的差别,但SACD因其空间大,的确存在着一种空气感,给人立体的感觉。从这一点上来说,SACD有着黑胶的味道,给人一种回归的怀旧色彩。

从黑胶进化到CD,再从CD进化到SACD,除了是格式不同外,其录音与制作上也有180度大改进,由模拟演进成数码,我们能做到的也比以前多。就算歌手走音也能改成没走音,这是以前模拟时代所不具备的,结果却是养了一些不懂唱歌的歌手。而SACD的好处,则是可以做到非常接近录音室的效果,通过它作为载体,我们可以简单地把接近于录音室效果的声音带回家。(此类资源都是直接抓取镜像ISO文件,在播放的时候无需解压缩,直接用foobar2000拖进去播放就可以)

什么是DSD

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DSD (Direct Stream Digital - 直接比特流数字编码),是由索尼和飞利浦在1996年宣布共同发展的高解析数字音响规格,曾经广泛应用于SACD (Super Audio CD) 的编码模式。(mp3bst.com)

DSD由于使用的 1bit 比特流的方式获取声音样本,在声音采样率上优势明显,常见的几种DSD的采样率包括2.8MHz, 5.6MHz和11.2MHz, 分别为CD 44.1kHz的64,128和256倍,由于取样次数高,所以取样过的波形很圆顺,比较接近原来的模拟波形。同时,由于不采用多位,省去位转换程序,降低了因为数字滤波而可能产生的失真与噪声。

DSD的编码过程中,对信号进行量化的方式和PCM完全不同,对于对声音进行多位 (Bit) 记录的PCM,每记录一个采样点需要用到16bit数据,但是DSD对于每一个采样点,用1bit就可以记录。这样一来, 对声音的量化不会再受到频率的影响,最大量化范围直接取决于电平值,因此收获了极小的量化噪声和超高的信噪比, 是众多音响发烧友心目中理想的声音载体。

【LPCD】
CD的潜力到底还有多少?当CD爱上LP,最后诞生的宝宝又带来音像界什么改变? (mp3bst.com) 

让CD机上能得到LP黑胶唱片那种愉悦的类比音质感受,能达到这种要求吗?雨果又有了新的CD音质提升的技术,这种新技术叫作LPCD,正是一种新的尝试的开始.雨果是一间音乐性与hifi性都并重的唱片公司,雨果的老板易有伍先生既是音乐人也是音响发烧友,所以唱片中的音乐元素和hifi元素都非常丰富,为了追求最好的音响效果,雨果出过XRCD、XRCD24、SACD、LP黑胶唱片,出版了LP后雨果发现LP才是自己最喜欢的声音。  

为了让CD也能够接近LP的声音,雨果研究多年后推出了自己专利的LPCD格式。LPCD有别于CD主要在两方面,一个是母带处理,一个是压碟处理。母带处理中,雨果在处理器材中采用高纯度的电源和军用级的高精数码时钟,并采用雨果自己开发的音频处理系统。压碟处理中,一般唱片一个母盘起码压5000张以上唱片,而LPCD的母盘只压2000张,而且碟片采用特殊材料,可以减少激光在唱片上的散射,减少转盘伺服系统、纠错系统的工作压力。  

雨果之前已经在内部出过几款LPCD给业内的朋友试听,2005年公开发售的是在白天鹅展期间推出的3张LPCD示范碟,其中1是《12金钗》,里面精选了雨果的女声唱片,2是《新历其声》,是新加坡音响展的赠碟内容,是雨果所有唱片的精选,而第3张是《发烧@港》,是香港《音响技术》主编大草在雨果所有唱片中挑选出自己最喜欢的曲目,里面包罗了人声、弦乐、交响乐、钢琴、打击乐、民乐等等,每首音乐都附有大草亲自撰写的导赏文案。2005年11月发行过的是LPCD33示范碟③——发烧@港;此为LPCD45系列的《发烧@港》。  

LPCD产品规格分为LPCD33和LPCD45,LPCD33是特殊加工处理的CD产品;LPCD45是录音水平顶峰代表的产品,也是CDR母盘的最高规格。消费者要先确认所用的CD唱机能否播放CDR。现在,你可以不用服侍LP唱机,不用再受嗓音,抖摆率等的虐待却能享受到非常高端LP系统的声音。  

如果要感受LPCD的真正靓声,大家一定要买张正版才能原汁原味享受LPCD的高端美声!  


LPCD录音制式介绍:  

惊震百里的雨果LPCD系列在CD号称要被SACD、DVD-A取代的21世纪初,因为在20年前数码技术限制有关,CD的规格就只能制定在16Bit/44.1KHz的规格,如果要再加上当年的视讯的话,就可以看到和目前黑胶唱片(俗称LP)一样大的雷射影碟(俗称LD)。CD限于当年数码科技,再以人耳所能听见的频宽和商业考量之下,才定下这样的规格(幸亏人耳不是蝙蝠耳,要不然我看当年的CD为了要放入大量的位元,可能CD会比你家的炒菜锅盖还大,感谢上天,让人耳只能听到这样的频宽)。所以CD唱片制式规格16Bit/44.1KHz,和当今数码录音动不动就要20Bit或24Bit,192KHz或256KHz……相比之下,实在是相差甚多的。这对所有音乐界的专业人士和一般聆听者来讲,CD唱片的声音表现,等于讲--有遗憾但却要牵就事实,于是这二十几年来,全世界各大小唱片公司莫不以其毕生之力,以各种不同的方式,试图将CD的制式规格发挥到极限。那么如何将CD的制式规格发挥到极限呢?一当然是录音时所经过的手续,除了专业的录音时麦克风摆位之外,还有录音混音的过程,这一点以下不讲(要讲又是一大篇了),因为以下所讲的是从原始母带到CD成品之间的事。录音到原始母带这段过程,不是本文讨论的重点啦,请诸位高手见谅。比如以真空管机过带啦,以真空管麦克风录音啦,温厚一点的线材啦,或者用真空管机再过带一次,以更高规格的数位录音技术录音,升频处理啦……但不管您再怎么的玩,最后还是要放入--CD唱片的制式规格16Bit/44.1KHz里面。  (mp3bst.com)

其实很多录音师所言,在录音室里所制作出来的--最后即将压制CD的母盘CDR,声音是和他们录音当时所鉴听的内容和“感觉”差异不大的,但是为什么一制作成CD成品后,也曾听过一些著名的录音师听到从工厂里压制出的CD成品时常说:这是我制作出来的心血吗?意思就是说,他们最后制作出来准备要去压制CD前的母版,其声音是和制成CD成品差别甚大的。全世界各大唱片公司当然也知道,这要卖的成品--“CD唱片”声音不如原来母盘CDR(这就和复制画的感觉和原版画还是不能比一样),所以发明了很多专利的编码技术,比如著名的HDCD、JVC的K2、XRCD、喇叭花的16+-20、SONY的SBM……很多很多不同的数位编码技术,只为了让CD的16位元制式规格,在“人类耳朵”的听感上能达到20甚至24位元的感觉。  

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Hi-Res全称为High Resolution Audio,又称为高解析音频,Hi-Res Audio是由索尼提出并定义、由JAS(日本音频协会)和CEA(消费电子协会)制定的高品质音频产品设计标准。Hi-Res音频的目的是表现音乐品质极致和原音重现。获得真实感受原唱者或演奏者在现场演出的临场氛围,高解析音乐是指声音信息量超越CD音质的音乐格式。(mp3bst.com)

Hi-Res的音源: 采样率超过44.1kHz的音源,理论上高频才可以上40kHz,比如说96kHz/24bit的Hi-Res它的高频就可以达到48kHz。 

超过44.1kHz的采样率的Hi-Res音乐不仅带给我们更加接近原音的采样点,更能够记录更多的声音的深度,也就是比特率!同时对声音的厚度,声场的记录等以往CD所无法聆听到的细节和氛围都可以在Hi-Res音乐中得到表达!


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可以说是非常高的取样频率了,一首歌的大小一般在1GB左右,甚至更大!

文件格式以SACD同样的DSD无损音频文件.dsf提供,大文件高售价,但可以负责任的说这一切都是值得的,尤其在古典音乐方面它的表现无与伦比!真正实现将现场声音以"画面化"方式重现音响之中的效果。

目前市面上仅有少部分音频播放器型号支持11.2MHz/1bit DSD品质播放,

DSD设备播放:(mp3bst.com)

1. Native DSD:支持DSD格式的音乐播放设备

使用PC播放:

1. Native DSD:需要使用支持Native DSD的硬件和播放软件。比如索尼的播放软件Hi-Res Audio Player(http://www.sonystyle.com.cn/products/app/hires_audio_player.htm)以及相关硬件

2. DSD over PCM:需要安装相关的播放软件。比如foobar 2000播放软件+foo_input_sacd组件 。


24bit音乐和16bit音乐及多音乐编码格式的解析

K2HD是Victor Entertainment Inc., FlAIR公司研发的高次元母盘处理系统。通过其独有的K2 Hight Definition Coding编码技术,将原本倾注在母盘音源的音乐魅力以高达100KHz宽频带和24Bit高分辨率的音频信息装载到各媒体的K2HD MASTERING。在CD MASTERING上,通过192KHz 24Bit的信息装载至44.1KHz 16Bit的CD母盘中,从而实现从未有过的CD高品质化。其制作出来的音色既柔和又能延伸至高音域,而且更有深度,非常接近模拟声。(mp3bst.com)


HQCD:

HQCD是一种品质高于普通CD的新产品,由日本的光盘生产企业—Memory Tech株式会社开发并注册了的专利。HQCD的碟片用制造液晶屏用的导光板的原材料,注塑成型更精确,从而使数字信号的记录更准确。同时,它的碟面涂层选用银合金,大大改善了碟片的反射率,使音质更接近原声。


24bit音乐和16bit音乐及多音乐编码格式的解析

DXD (Digital eXtreme Definition) 技术由Merging Technologies公司研发,在常见的PCM编码格式基础上进一步提升了声音信号的采样精度,可支持还原出码率高达352.8 kHz/24bit的声音信号,采样率相当于CD的8倍。

DXD技术曾广泛应用于DSD(SACD)录音的母带制作流程中,由于DSD所采用的1bit直流编码无法直接编辑,一些母带工程师倾向于使用DXD作为DSD的替代文件对录音动态、均衡及其他效果做最终调校。DXD支持基于PCM格式的数字音频工作站上所使用的音频插件,因此可以在Cubase,Logic,Digital Performer等主流音频工作站上编辑。DXD的据速率为每通道8.4672 Mbit / s,相当于DSD64的3倍。


DVD-AUDIO:

DVD-AUDIO是DVD家族里的重要一员,是目前为止录音制品的最高格式。DVD-AUDIO的规格是由日本松下公司等多家世界著名公司共同提出和制定完成的。

DVD-AUDIO的信息存储量巨大,单面双层盘片的数字信息存储量多达8.5G,可将大出cd盘片12倍以上的信息容量,用以大幅度提高音质及增加环绕声记录声道,其信号解析能力更是cd的100多倍,动态范围也可高达令人难以置信的144bB。

取样频率及量化率是影响数字录音制品声音质量的重要指标。DVD-AUDIO一般用超高音质的两声道立体声及高音质的多声道环绕声方式,表现声音及再现声场,两声道立体声方式最高可达192KH/24bit,这样高的指标确保了对20KHz~96KHz表现细腻的音频信号的记录与重放,从而使听者获得更加完美的音质效果和更加逼真的临场感。(mp3bst.com)





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