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比特率(CBR,VBR)

2011-03-21  AwayFly
一、比特率(Bit Rate)
说到品质问题就不能不先说比特率,比特率分为两种:
1.指计算机通信的传输速率
2.指将声音由模拟信号转化成数字信号的采样率,采样率越高还原后的音质就越好,反之越差,以下表述中的比特率皆指这种。
比特率表示单位时间1秒内传送的比特数bps(bit per second,位/秒)的速度。通常使用Kbps(每秒1000比特)作为单位。CD中的数字音乐比特率为1411.2Kbps(也就是记录1秒钟的音乐需要1411.2×1024比特的数据),音乐文件的比特率高即在单位时间内处理的数据量大,也就意味着音乐文件的音质越好。但是,比特率越高文件所需空间越大,音乐文件最常用的比特率是128kbps,MP3一般使用的是8kbps~320kbps,这个指数当然是越大越好,不过320kbps已经是现在MP3的最高比特率。
比特率值与现实音频对照:
16kbps=电话音质
24kbps=增强电话音质、短波广播、长波广播、欧洲制式中波广播
40kbps=美国制式中波广播
56kbps=话音
64kbps=增强话音
112kbps=FM调频立体声广播
128kbps=磁带
160kbps=HIFI高保真
192kbps=CD
256kbps=音乐工作室
320kbps=音乐发烧友适用
二、编码
MP3有三种编码方式:
1.静态比特率(Constants Bit Rate),以下简称CBR。
2.动态比特率(Variable Bit Rate),以下简称VBR。
3.平均比特率(Average Bit Rate),以下简称ABR。
CBR是一种固定采样率的压缩方式。优点是压缩速度快,能被大多数软件和设备支持,缺点是占用空间相对大,效果不十分理想。在一个带宽受限的信道中进行多媒体通讯的时候CBR是非常有用的,因为这时候受限的是最高码率,CBR可以更好的使用这样的信道。但是CBR不适合进行存储,因为CBR将导致没有足够的码率对复杂的内容进行编码(从而导致质量下降),同时在简单的内容又会浪费一些码率。
VBR是非固定的比特率,音频编码软件在编码时会根据音频数据内容的复杂程度即时确定使用什么比特率,这是以质量为前提又兼顾文件大小的编码方式。主要优点是可以让整个音频的音质都能大致达到高品质的要求,缺点是编码时无法估计压缩后的文件大小,编码后部分软件和播放设备无法准确识别。
ABR是由VBR衍生出来的一种插值参数,是针对CBR不佳的压缩比和VBR压缩比不固定的特点派生而来,是CBR和VBR的折衷选择。(个人认为这种编码方式既没有保证音频品质又没有保证压缩比,所以不推荐使用也不再赘述)
三、CBR与VBR
理论上讲CBR 320kbps是MP3的最高品质,但CBR与VBR的优劣争论从来没停过。在我看来MP3作为有损压缩方式来说,这样的讨论没有什么实际意义,我觉得VBR更适合作为高品质MP3的编码方式。众所周知MP3在编码时会削减音频信号以达到压缩体积的目的,CBR 320kbps基本是在高频20KHz以一刀切的方式削减高频信号,因为人的听觉极限是20KHz,削减20KHz以上的音频信号对听感不会有特别明显的影响(也有耳朵十分敏感的人)。20KHz以下的呢?也同样会有所削减,但这种削减是比较智能的,比如同一个音频点上同时有架子鼓的鼓点也有蚊子飞的嗡嗡声,那么就会削减掉嗡嗡声,因为编码器认为这个信号不重要。当这然仅仅是个举例,实际的编码是个很复杂的过程,还有专门的人体听音心理学模型和声学模型作为标准。我觉得VBR更适合不是因为它的文件体积比CBR小,而是VBR能保留更多听觉比较敏感的中频信号、更多的细节,这才是更重要的。当然也不是说CBR就不好,实际上在同等音源的基础上CBR 320kbps和最高品质的VBR听感上没有什么太大差别。

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