影响图像质量的参数(音频科普丨关于音频编解码你应该了解的知识)

Posted 2023-05-26

篇首语：学向勤中得，萤窗万卷书。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了影响图像质量的参数(音频科普丨关于音频编解码你应该了解的知识)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

影响图像质量的参数(音频科普丨关于音频编解码你应该了解的知识)

丹拿有源音箱的介绍中，经常出现关于编解码性能的一些数字参数，比如无线传输的能达到24-bit/96kHz精度，光纤接口能够传输高达24-bit/192kHz的数据等。这类专业术语，对于初入门的用户或非发烧友来说，或许不够直白，使其无法准确选择自己想要的产品。

那么，如何通过数据判断效果，找到适合自己的产品呢？

拥有高解析度音乐播放能力的丹拿音箱后，搭配哪一音源才能充分发挥作用呢？

用MP3格式，甚至是CD，能不能发挥出音箱的潜力呢？

......

相信这篇音频编码/解码方面的介绍，会为您提供一个选择的方向！

为什么要进行音频编码？

音频编码的主要作用是将音频采样数据（PCM等）压缩成为音频码流，从而降低音频的数据量,以此来降低数据传输和存储的成本。

拿音频来举例，一路采样频率为44100Hz，采样精度为16bit，声道数为2的声音，如果不进行编码压缩，一分钟的时间所需要的数据量是约为10MB。

举足轻重的编解码器

编解码器（CODEC）是编码器/解码器的组合。它可能是某个设备或者某些电脑程序，用于编码或者解码数据流或者信号。

编解码器在音频中起着巨大的作用，因为它们会影响您的聆听体验。您可能使用非常高端的设备来聆听流媒体音乐，但最终体验将取决于您选择的用于处理音频数据的编解码器。

“三高”决定音频文件的质量

对于音频，编解码器会压缩文件以节约带宽进行传输，并在播放时解压缩收到的文件。

而音频文件的质量主要取决于三个变量：采样频率、采样精度和比特率。当模拟音频（自然界的声音，乐队演奏，歌手演唱等）转换为数字音频时将使用这些变量，并最终影响整体的音频质量。

理论上，这三个变量的数值越高，音频质量也就越好。

采样频率：

采样率是指在一秒钟内采集音频文件样本的次数，通常可以代表样本的数量。它以每秒样本数或赫兹/千赫兹（Hz/kHz）为单位进行测量。这些样本以相等的间隔进行采样，并影响音频的精度。一秒钟内样本越多，音频信号携带的细节就越多。

音频中的采样频率类似于视频中的帧速率。帧速率越高，您可以捕获视频中每个瞬间的深度和细节就越多，最终产品就越平滑。

常见的采样应用场景：

8kHz：电话等，可用于记录并还原对于音质要求不高的人声。

22.05kHz：广播。

44.1kHz：CD。

48kHz：DVD、数字电视中使用。

96kHz-192kHz：DVD-Audio、Blu-ray等使用。

采样精度：

采样精度也称为样本大小或采样深度，它指的是样本的质量。采样频率是一秒内记录样本的数量统计，采样精度表示每个记录样本的质量。

音频的采样精度可以与代表视频/图像质量的图像色深这个参数进行类比。图像的色深位数会影响它能够表示的颜色数，比如8bit的色彩位深下，能显示256个不同的颜色；16bit的色深能够显示65536个不同的颜色。具有较高位深的图片将显示颜色更准确的像素，因为图片中像素的颜色能更接近真实世界中的颜色。同理，音频的采样精度越高，记录下的声音数据就能更接近真实的声音。

采样精度常用范围为8bit-32bit，而CD中一般都使用16bit；DVD-Audio、Blu-ray一般会用到24bit；32bit就很少见，可能会用于某些特殊的录音设备。

比特率：

通常来说，比特率是采样率和采样精度的乘积。它的大小与音频的音质息息相关。低比特率的音频文件听起来或许很糟糕，但由于它们的容量要小得多，因此可以节省大量的存储空间和设备的处理能力。

为音频“瘦身”的压缩技术

压缩音频文件是指为了使整体文件的容量变小，通常分为有损压缩与无损压缩两种形式。

有损音频：

有损音频的压缩程度较高，因此音频文件解压缩后无法保留原始数据量。这个过程中删除了许多声波数据，减小了文件的容量，但在此过程中音质也会显著降低。因此，在需要高音质的聆听环境中，通常不建议使用有损压缩。

音质的损失还取决于录制音频文件的比特率。以128kpbs录制的声音，将比以320kbps录制的声音更有损音质。数据中的每一个比特位(bit)都是歌曲中的一条信息，因此丢失的比特位越多，歌曲丢失的信息就越多。

无损音频：

无损音频是另一种类型的压缩技术，可将音频文件解压缩并重新获得完整的原始数据。因此，在此过程中不会有任何音质损失。由于比特位的损失接近于零，因此文件容量的减小并不显著。这种压缩技术非常适合需要最高品质声音的专业环境。

无压缩音频：

未压缩音频是指根本没有施加任何压缩。因此，音频文件中的声音与录制音频时的声音相同。顾名思义，它们未经数据压缩，不会有任何比特位损失，因此它们的尺寸很大。一分钟的CD品质音频可能需要大约10MB的存储空间，而高清音频的容量就更加巨大。

八种常见的音频编码

MP3

有损音频最常见的编码是MP3。MP3播放器曾经非常流行，因为它们能够方便地存储数千首歌曲。MP3仍然是最常见的存储格式。在压缩过程中，它将音频文件减少到原始大小的十分之一左右，并且由于它占用容量很小而广受欢迎。MP3几乎可以在所有流媒体设备上得到支持与播放。这种压缩技术节省了大量空间，但是它会降低音质。是否使用这种格式取决于您更看重音质还是便利。

AAC

AAC（Apple's Advanced Audio Coding）是有损编码格式的另一个例子。它的比特位也像MP3一样被有选择地舍弃，但它通常听起来稍微好一些，因为AAC文件具有更有效的算法来确定听众会听到什么和不会听到什么。因此，它们能够提供相比同规格MP3更多的录音原始信息。AAC主要用于流式传输Apple Music和YouTube。如果您需要高质量的声音，则不建议使用AAC，但它非常适合在线流媒体，以及手机使用。

FLAC

作为一种无损音乐格式，FLAC（Free Lossless Audio Codec）能够提供CD质量的声音，而不占用CD的相同存储空间。压缩率能达到50%左右，从而释放了相当多的存储空间。FLAC的最大属性特点是压缩不会对音频质量造成任何损失。FLAC是一种免费的开源编解码器，非常适合需要高质量音频的专业人士。FLAC甚至还能够提供高达32bit、128kHz的高清分辨率，这时甚至比CD音质好得多！请注意，FLAC的文件大约是有损音频文件大小的六倍，而且并非兼容所有的设备和软件。

ALAC

Apple无损音频编解码器（ALAC）是另一种无损音频编解码器，顾名思义，它主要适用于Apple设备。就像FLAC一样，它的文件被压缩到更小的大小，而不会影响其质量。由于这些文件明显大于有损音频文件，因此下载时间更长。此外，对于没有Apple设备的人来说，这种格式受到一定限制。但是，由于它没有通过压缩删除比特位信息，因此听起来音质很棒。

WMA

第三种类型的无损音频格式是WMA（Windows Media Audio）。WMA 文件比常见的无损文件更紧凑。WMA提供了相当不错的设备兼容性。但是，它与Apple设备不兼容。它也不被主要的流媒体提供商支持，这限制了它的实用性。在功能方面，它与FLAC相同。

WAV

WAV（ Waveform Audio Format）是您需要高质量声音时的绝佳选择。这是一种未压缩的音频格式，因此文件往往非常大。在带宽有限的情况下，很难进行流媒体传输。但是，它们听起来绝对完美无暇。如果您正在寻找原始录制的而不降低音质，那么WAV就是您的理想选择。WAV由微软和IBM开发，因此用于Windows平台。它也是所有CD编码的标准格式。

AIFF

AIFF（Audio Interchange File Format）,是由Apple创建的音频格式。它是完全未压缩的，AIFF的下载时间很长，并且会占用相当大的存储空间。因此，该格式不太适合便携式设备。AIFF 与 CD 品质的音频相同，可以在 Mac 和 PC 上播放。AIFF能够进行流媒体传输，但这种做法并不常见。AIFF是作为WAV的替代品开发的，尽管它不那么受欢迎，但它具有更好的元数据支持。这意味着文件中可以包括专辑封面，歌曲标题等。

MQA

MQA（Master Quality Authenticateed）是一种有损音频编解码器。MQA声称提供最高的音质。它的开发人员似乎在暗示他们对于声音的处理非常先进，以至于当前的测量技术无法捕捉到他们在音质方面的优势。批评者们试图测量MQA音频，并注意到可听见的音质下降，这与MQA声称的“与原始版本比没有丢失任何东西”形成鲜明对比。他们指出，原始文件的格式在播放过程中没有清晰显示，意味着无论原始采样率如何，MQA都会显示这是一个高分辨率音源。

了解了以上的知识

立即学以致用

来看一下用什么样的音源才能完全发挥丹拿无线有源音箱的实力

“两个扬声器之间通过24-bit/96kHz高采样率音频信号相互传输”

大众普遍接受的CD音质，也仅仅只有16-bit/44.1kH的纸面参数。所以即使是以无线方式连接的丹拿有源音箱，依然能够完美还原CD音质。甚至更高参数的高清音频格式也不在话下。“能轻松处理24-bit/192kHz高采样率音乐文件”

意味着常见的有损压缩格式MP3、AAC等文件，已经无法满足音箱对于的音频文件处理能力。需要更代表高音质的编码格式，比如FLAC，WAV等。