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konkon3141 發表於 2018-12-29 01:24 AM

[教學]使用Audacity及其他軟體鑑定及討論(2樓Hi-Res分析及辨別及CD品質探討)

本帖最後由 konkon3141 於 2019-1-10 05:43 AM 編輯

頻譜分析軟體:Audacity
鑑定軟體:建議分軌使用,整軌無損(無壓縮)穿插有損會影響軟體判斷
TauAnalyzer:這邊不做介紹,因為還需要虛擬光碟軟體掛載CUE過於麻煩
站外教學: ( http://evil-ms.*b*l*o*g*s*p*o*t.com/2009/12/cdape-tau-analyzer.html<請將*刪掉>)
Audiochecker:開啟軟體將音樂拖拉丟進軟體按START,鑑定結果判斷與TauAnalyzer相同
Lossless Audio Checker:分析WAV與FLAC,將音樂拖拉丟進軟體,Clean(CDDA)、Transcoded(轉碼)、Upsampled(升頻)
auCDtect Task Manager:auCDtect系統製作的軟體,對岸有超詳細的介紹及分析(blog.s*i*n*a.com.cn/s/blog_637d7cd80101pzx4.html<請將*刪掉>),對於示例1及示例3,我應該還是會歸類在MP3 320K(歡迎討論),下方有誤判案例

FLAC、APE及WAV頻譜無差異,拿無壓縮WAV 44.1KHz / 16bit 雙聲道及常見MP3做討論,詳細說明請看版大發的如何選擇適合自己的音樂檔案?無損 VS 有損音樂格式與站外高解析就等於高音質嗎?
額外補充
WAV檔案與無損檔案是不完全相同的,WAV檔案只是不去對原有檔案(CD)去做壓縮。

CD儲存也不代表是完全無損,而是將錄製的聲音處理後製成母帶,通常取樣率為96KHz,經過原始母帶→工作母帶→母盤CDR→玻璃母模→金屬母模→壓碟CD,降頻以44.1KHz / 16bit做取樣。

FLAC、APE、ALAC、AIFF(無壓縮)、WAV(無壓縮)之間是可逆無損,差在檔案格式及壓縮比不同,隨意互相轉換不影響音質,而有損跟無損(無壓縮)之間則是不可逆,升頻也只是忠實地呈現有損檔案而已。

為了讓大家不被扣積分,圖片控制在9張內,縮圖請自行用新分頁開啟放大
開啟Audiochecker將音樂拖拉丟進軟體,按三角形選單選擇頻譜圖

WAV 44.1KHz / 16bit 22KHz及以上依然飽滿未失真

MP3 320K
通常320K在22KHz會有明顯的切痕,編輯器可以設定保留22KHz以上,純色頻譜難分辨(-b 320 --lowpass -1),320K與256K及192K之間差異極小不好分辨

MP3 128K 則與其他規格有明顯的差異
為何需要判斷真偽無損(無壓縮)?因為將有損升頻無損(無壓縮)音質並不會變好,已遺失與失真的音質不會恢復,下圖是128K升頻WAV,體積增加副檔名也是WAV,但看頻譜高頻帶多了很多雜訊,並不是增加音質,只是浪費硬碟空間而已
22KHz有損音質升頻,以AAC 275K為例
Audiochecker讀取AAC需安裝FFmpeg 程式庫,頻譜與一般無損(無壓縮)差異不大,將AAC升頻WAV,Audiochecker、TauAnalyzer、Lossless Audio Checker、auCDtect Task Manager皆誤判為CDDA,auCDtect Task Manager頻譜也無明顯黑、粉色塊,高頻帶也相當飽滿,色階變化也相當不明顯,但截圖用對比軟體Beyond Compare可明顯看出差異,鑑定軟體不適用接近22KHz有損音質升頻無損(無壓縮)的鑑定,易誤判



音質不好有幾個例外
1.錄音及壓片後製差
比如:
電視原聲帶   我的野蠻千金                 全軌
電視原聲帶   死神少女                       全軌
蔡健雅        T-time Tanya新歌+精選  深信不疑(全軌就這首音質低)

2.伴奏、古典樂或音頻較低的音樂,也不會像一般流行歌這麼飽滿,但高頻不會有明顯切線,線性分析平緩衰弱而不驟降,分貝圖未顯示大片黑色區塊,易誤判

3.光碟是否有灰塵及受損刮傷,壓制的參數及速度,抓軌時轉速穩定無震動,光碟機及音效卡好壞也會影響音質,要較佳的音質就要壓制的比較久,快速壓制雖然也是無損(無壓縮),但音質一定有所差異(詳細介紹)

4.超過2聲道的音頻與混音,很難去判斷,軟體也無法分析

5.22KHz以上有損音質升頻無損(無壓縮),單看頻譜圖難以分辨,圖與一般無損(無壓縮)相差無異,其實從另一方面也肯定了AAC算法和壓縮率的出色表現,但音質還是有差異,詳細判斷頻譜及分貝變化是否自然,需要經驗的累積,更詳細的判斷是將無損(無壓縮)與偽無損頻譜重疊,看是否完全重疊,未重疊則是顯示紅色,上方auCDtect介紹作者有詳細說明(有損格式橫評)
附上WAV與降頻AAC 512K的比對圖,從圖中可見差異不大,比上圖AAC256差異更小,但容錯率0基本整張圖全紅,肉眼分辨不出,易誤判

6.海外版及台版CD音質也有所差異(詳細介紹),首發跟精選集可能因為增益、降噪、混音、變調、增幅、壓縮器、等化器、淡出入、殘響(介紹及應用),而造成聽覺上有所差異,請多用耳機詳細聆聽音質的變化,頻譜在怎麼好看,音質有噪音也無用,畢竟頻譜是包含整首音頻變化(含噪音)
已上資訊僅本人多年的經驗及參考網路資訊,歡迎討論,如有錯誤及建議請告知謝謝...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容,請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><div></div>

konkon3141 發表於 2019-1-1 10:14 PM

本帖最後由 konkon3141 於 2019-1-12 08:40 AM 編輯

Hi-Res-名詞介紹
Hi-Res:傳統的 CD 音質解析度是 PCM (Pulse-code modulation) 16bit/44.1kHz。根據日本音頻協會的定義,Hi-Res Audio 必須超過 CD 解析度

人耳可以聽到的聲音頻率範圍在20~20000Hz之間。高於這個範圍的波動稱為超音波,而低於這一範圍稱為次聲波。
因為人類耳朵聽覺範圍頻率上限會隨年齡而下降,也就表示年輕人可以聽到的高頻率聲音,年齡較大的人不一定聽得到。(介紹)

SACD:主要提供比 CD 更好的音樂品質。 SACD 的取樣方法並不是像 CD 一樣使用「PCM」的方法來擷取聲音檔,而是使用「DSD(Direct Stream Digital)」方式擷取聲音檔,在DSD 上的取樣頻率每秒 2,822,400次,比起 CD 44100 次還要高出 64 倍,而且是以 1bit 的單位在紀錄資訊,所以不同於 PCM 每 16bit 一個單位的取樣方式,因為在這樣的取樣方法下,可以由量化不精確的聲音訊號而造成的噪音和失真,減少至一個位元以內的誤差。

但是由於 SACD 不普及,其中主要原因是設備門檻太高、錄製成本也偏高,消費者購入的管道少,所以即使因為有著高音質的優勢,還是贏不了大眾都在使用的 CD 的 CP 值來得高。


相同時間內16bit/44.1khz音頻取樣點,44.1khz的音頻表示1秒鐘對音頻文件採樣44100次。而量化位數所影響的是聲音的細節程度,16bit的音頻文件可以將音頻分成16個二進位記錄,即2字節。將音頻振幅分為2的16次方即65536個量化階層(介紹)。

相同時間內24bit/96khz音頻取樣點,從圖中可明顯看出差異更小,更接近原聲

16bit/44.1khz Hi-Res頻譜圖

24bit/96khz Hi-Res頻譜圖,整整比44.1多出一倍以上

雖然人耳只能聽到20000Hz,但PCM 的取樣方式,理論上取樣位元數越高,細節越清晰

缺點:
1.檔案太大

2.越高的量化位數和採樣頻率,除了能給我們帶來更加出色的細節之外,也會帶來更大的噪音

噪音對採樣的影響,紅色曲線噪音

3.真假難辨,CD升頻得來的高解析音樂最好敬而遠之,CD每秒作 44100 次數位取樣與作 192000 次數位取樣,後者要還原出原本類比波形的吻合度應比前者高,因此,才會有升頻的軟硬體演算功能出現。
問題來了,原本只有 44100 次取樣的檔案音樂,要如何經由升頻演算,無中生有出 192000 個取樣點,結果聽來彷彿是當初錄音,混音到母帶後期就是採取如此高取樣規格製作般?這就考驗各家數位訊源廠商「假以亂真」(使用一些 Upsampling 升頻技術 (譬如 JVC K2HD, SONY DSEE))的演算功力了。多數案例,升頻後的音質都教人失望。

4.價格不菲


CD品質探討-名詞介紹
音量競賽:指的是混音業(特別是唱片公司及廣告界)中將母帶的音量提升(介紹及http://a85115230*.pix*n*e*t.net/b*l*o*g/post/329413747<請將*刪掉>)

動態範圍:指的就是音量最小聲跟最大聲的差異範圍,不同曲風動態範圍不同,不代表動態範圍少就不好聽,多就比較好聽
CD和Hi-Res理論動態範圍對比

被音量競賽荼害的樂曲,最小聲跟最大聲幾乎是沒有什麼差異,這樣的動態範圍極低,因此波形就像一堵牆,又名磚牆壓縮 (Brick wall limiting)

削波(Clipping):因為音量太大超出 0dB 導致被削去的部分。這些削波在播放時容易產生爆音、破音、尖銳刺耳的聲音的現象


聲音的染色:
指的是處理聲音的過程,經過很多不同的硬體機器,每台機器其實都有自己的AD/DA放大增益,甚至是壓縮器經由這些電路設計的不同,原本的聲音訊號就會得到不同特性的改變,更細微的說法,硬體裡每個電容、電阻、放大器(電晶體或者真空管)的選擇,都有對聲音處理決定性的影響
就工業設計上來說,這樣的訊號改變其實算是輕微失真的一種情形,不過所謂高檔的機器,就是能保持訊號原本的特色,在盡量抑制雜訊產生下,還能替聲音增色,至於增色的好壞就取決於使用者的喜好,甚至於聽眾的主觀口味認定(https://b*l*o*g.x*u*i*t*e.net/lovmoonkimo/wretch/136657751<請將*刪掉>)

泛音:泛音系列中除了基音以外的任何一音,樂器或人聲等自然發出的音,一般都不會只包含一個頻率(參見純音),而是可以分解成若干個不同頻率的音的疊加(介紹)。


那也許有人有疑問,音量太大有什麼不好的?如果覺得太大聲,只要把音量鈕拉小聲就好
因為聲音一旦已經經過了 Compression 壓縮器處理過後,聲音波形的本質就已經受到改變與處理,之後不管聽眾怎麼將播放的音量大小做改變,也無法再改變聲音的波形與本質。
將原先的雙聲道曲子擷取成為單聲道,再使用 Photoshop 將聲音重疊蓋入,再將波形調整為兩者音量相同的音量,然後我們來看一看。




你可以發現,當兩者的音量調整至一樣的大小時再做相較的時候,原先紅色的音波波形擁有較多的動態範圍,而藍色壓縮的較誇張的處理方式,卻被壓縮 cut 掉了!相較之下,原先那深沉又有厚度好聽的爵士鼓動態,全被壓扁了


音量競賽缺點:
1. 過度壓縮歌曲的動態音量,曲子不再擁有自然的呼吸與動態範圍。

2. 每首曲子的響度較大,容易造成聽覺疲勞。

3. 耳朵聽力受傷。

4.多數有削波情況,連 Hi-Res 也要來個音量競賽


RightMark Audio Analyzer:對音效卡或任何連接到電腦的音訊介面進行評測的軟體,可分析WAV頻率響應(Frequency response)、本底雜訊(Noise level + interference)、動態範圍(Dynamic range)、總諧波失真+雜訊(THD + noise)、身歷聲分離度(Stereo crosstalk)、互調失真(Intermodulation Distortion)...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容,請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div>

konkon3141 發表於 2019-1-9 09:33 PM

本帖最後由 konkon3141 於 2019-1-10 05:06 AM 編輯

原本要講解泛音但想了想太複雜
直接在2樓貼介紹
有興趣的在自行觀看

hln0766 發表於 2019-12-28 01:51 PM

上了1課豐富的知識感謝

qql663 發表於 2020-2-13 10:36 AM

能請問一下,重新安裝2.3.3板後,頻譜只能看到8K,以前好像有要改個設定,找不到怎改了,能請版大告知一下,謝謝!

補充內容 (2020-2-14 01:38 PM):
從2.1.0試到2.3.3 只有幾版有放大功能且不須設定,已找舊版安裝2.1.0比較習慣,謝謝版大<br><br><br><br><br><div></div>

stanley-99 發表於 2021-12-7 10:52 AM

感謝版主,這篇是近年來難得看到的,用特定軟體分析工具分析各種常見音樂後處理及格式的好文。也許下次也來發一篇就數學方式解釋為何人耳聽不到的高低頻,以及相位(電容、線材等)會影響音質的文章。
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