《測試》MP3/MP3Pro 音質分析測試 (全)

[adelies]

一、前言
MP3 已經成為音樂的一種標準了，但大家在壓或聽 MP3 時，是不是有時候可以一聽就聽出來是 MP3，但有時候您幾乎無法分辨在聽 MP3 還是原版 CD 呢？沒錯，這就是壓縮時 Bit Rate 的魔力！Bit Rate 越高，就越接近原因重現。還有，您覺得最近流行的 MP3Pro 真的好用嗎？在這篇短文裡也將提供給您一個建議。

(被 Kimo 氣死，圖形改放 Tripod，如果顯示有問題請 Refresh，因論壇限制無法把所有圖貼上，敬請體諒！請點選看圖。)


二、測試條件

1. 測試一：White Noise 波形。
   (1)波形檔：WAVE 格式檔案 (173K)
   (2)頻譜圖：請點選看圖
   
2. 測試二：自己定一個左右聲道正好分佈在 2K/4K/6K/8K/10K 與 12K/14K/16K/18K/20K 的頻譜波形。
   (1)波形檔：WAVE 格式檔案 (188K)
   (2)頻譜圖：請點選看圖

三、壓縮方式

1. MP3PRo：96 Kbps，445100Hz，Stereo (14.7:1)，使用 High Qualiy Codec。
2. MP3：用 LAME 3.92 版壓縮，僅使用 -b xxx -m s 參數 (xxx 代表 bit rate)，分別以 96/128/192/256/320 Kbps 壓縮。

四、測試一

1. 原始聲音檔 (White Noise) 頻譜圖：請點選看圖
   
2. MP3Pro (96 Kbps，445100Hz，Stereo (14.7:1)，High Qualiy Codec)
   (1)波形檔：MP3Pro 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖
   
3. MP3 (96 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖 (X 軸距離較寬)
   
4. MP3 (128 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖
   
5. MP3 (192 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖
   
6. MP3 (256 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖
   
7. MP3 (320 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖

五、測試一觀察結果

1. 由不同 bit rate 的 MP3 的頻譜圖可明顯看出 320K 最能保存所有的頻率，96K 在測試中表現最差，這點當然不覺得意外，因為低的 bit rate 會把高頻通通濾掉！
2. MP3 Pro 的頻譜好像和原始檔案一樣，都是不滿整個可聽範圍，但實際聆聽壓出來的 MP3 檔案，會覺得變低沈一點點。但是否 MP3Pro 這麼強呢？我們再來看看下一個測試。

六、測試二

1. 原始聲音檔 (自己做具有奇怪頻譜的聲音) 頻譜圖：請點選看圖
   
2. MP3Pro (96 Kbps，445100Hz，Stereo (14.7:1)，High Qualiy Codec)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖
   
3. MP3 (96 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖 (X 軸距離較寬)
   
4. MP3 (128 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖
   
5. MP3 (192 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖
   
6. MP3 (256 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖
   
7. MP3 (320 Kbpsz，Stereo，LAME 3.92)
   (1)波形檔：MP3 格式檔案
   (2)頻譜圖：請點選看圖

七、測試二觀察結果

1. 由不同 bit rate 的 MP3 的頻譜圖可明顯看出 320K 最能保存所有的頻率 (左右各五個頻譜高峰皆能完整回復)，96K 在測試中表現最差 (只有低頻 (<10K) 的頻譜高峰能完整回復)，還是證明低的 bit rate 會把高頻訊號通通濾掉！
2. 這次 MP3 Pro 就掛點了！小於 10K 的頻譜高峰能回復，但大於 10K 的部分就顯得心有餘力不足了。對高頻訊號的處理能力還是 MP3Pro 目前最大的缺陷！但這也不能怪他，因為他只用了 96Kbps，和同 bit rate 的 MP3 (整個 10K 以上通通掛彩) 比較已經好多了。

八、結論

1. 再來看兩個圖形，是小弟把所有波形的頻譜都放在一起比，由左至右分別是：原始 WAVE 檔、MP3Pro、96K、128K、192K、256K 與 320K。
   (1)White Noise 頻率響應比較圖：請按我 (因圖太大所以沒直接貼)
   (2)測試二頻率響應比較圖：請按我 (因圖太大所以沒直接貼)
   大家應該可以清楚看出來低的 Bit Rate 真的是高頻殺手 (有頻率的地方就會有顏色，沒顏色救代表在 MP3 壓縮時犧牲掉了。) 附帶說明，各個 Sample 的橫軸代表時間、縱軸代表頻率 (Hz)。
2. MP3Pro 不適合拿來保存音樂用！但適合網路作為 Sample、背景音樂等等使用。可惜 MP3Pro 沒有超過 96K 的 Bit Rate 模式可供選擇。
3. MP3 比較：
   (1)要獲得比較好的音質應該至少採用 192K，128K 的高頻濾波效應太嚴重！
   (2)192K 大致高頻可撐到近 19K (由 White Noise 測試看的比較出來)，對一般人聆聽大致夠了。
   (3)如果不介意空間存放問題，最好還是採用 256K 來壓縮 (高頻超過 20K，大概是人耳的極限)！
   (4)至於 320K 只針對愛樂成癡、完美主義的人了！(高頻超過 21K，已突破人耳極限了，所以聽起來沒啥差別) 國外有做過測試，沒有人能真正分辨 256K 與 320K 的 MP3 (網站在此)。
4. 針對 ComputerDIY 2002/4 雜誌 (台灣的雜誌) 對於 MP3 一文中的「128K 與 256K (還是 192K) 兩者並無太大差別」，由以上實驗結果，各位應該知道原作者可能犯了一個嚴重的錯誤，可能是採用高頻不足的來源聲音檔，才讓他有這樣的誤會 ，這點就順便在這裡說明之。
5. 小弟對 MP3 研究其實也不深，只是把知道的寫下來而已。以上如有謬誤懇請告知，大家一起討論，謝謝！(by Adelies@南極大陸) (轉載請著名出處)

九、相關網路連結

1. LAME 官方網頁
2. RazorLame 官方網頁：
3. LAME 檔案下載 (Dmitry Kutsanov aka mitiok 版)
4. DearHoney 數位工作室
5. LukeLo「目前所知CD轉MP3的最高品質搭配」
6. 網友 Tiberius 的 LAME 使用/參數說明(LAME 中文參數解釋)
7. R3MIX.net，進入後選左邊的「Quality」和「Analysis」(LAME 參數分析與不同軟體使用之 Codec 音質比較，英)
8. YaBB 論壇 (專門討論 MP3 等壓縮的論壇，英)
9. 一篇國外人是做的 MP3Pro 頻率響應比較 (只有圖)
10. 本篇使用之 WAVE、MP3 試聽
11. 本篇使用之頻譜圖表一、本篇使用之頻譜圖表二

[winkiss]

哇 真詳細...
看來 還是 原來的格式 音質比較好
MP3 Pro 壓縮 失真度 比 MP3 原來的 還要高...

謝啦

[sliver]

^^ 您辛苦了，晚上有空再來仔細看一遍

[purk]

目前除了rca出了壓mp3 pro的軟提及nero外,還有軟體可以壓mp3 pro嗎

[DS]

辛苦了...
不過，你也犯了個錯誤...

最初由 adelies 發表
(4)至於 320K 只針對愛樂成癡、完美主義的人了！

這種人不會去聽MP3的...

另超過192K已沒啥意義（檔案太大）...

[adelies]

最初由 DS 發表
辛苦了...
不過，你也犯了個錯誤...

這種人不會去聽MP3的...
另超過192K已沒啥意義（檔案太大）...

會的，不過他們大都轉到 AAC、OGG 等去了，
檔案存在 HD 裡面還是比拿 CD 方便，這是小弟在 DearHoney 那裡得到的心得...
另外，在網路上目前也開始有很多版本用超過 128K 來壓，有時候直接用 192/256 CBR，如果要省空間，用 LAME 內定最佳化的 VBR 壓也時有看到。案大小在目前 HD 動輒 80、100 G 下已經越來越沒人 Care 了，畢竟 128/256 的差距還是聽得出來。

[foxbrian]

如此說來mp3 pro的優勢還是在檔案大小上囉
這是音質跟檔案大小的競賽啊^^"

[marvin11]

最初由 DS 發表
辛苦了...
不過，你也犯了個錯誤...

quote:
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最初由 adelies 發表
(4)至於 320K 只針對愛樂成癡、完美主義的人了！
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這種人不會去聽MP3的...

另超過192K已沒啥意義（檔案太大）...

我贊成DS兄的看法...

MP3發明的目的, 就是為了縮小檔案
而MP3pro則更進一步將檔案縮的更小...

在音響產品及音樂軟體的領域裡
是無法用"圖表"及"數字"解釋一切的哦...^_^

很多器材用儀器測試時很完美
實際聆聽時卻總不盡理想...

音頻也是如此, 不管MP3的取樣頻率如何高
在"電腦以外"的設備聆聽時,
跟音樂CD的音質還是有不小的差距哦 !!

[freecool]

謝謝分享這麼詳細的測試喔!
我個人是屬於不在乎空間大小
只強調品質的!

[hina74]

作者: freecool

謝謝分享這麼詳細的測試喔!
我個人是屬於不在乎空間大小
只強調品質的!

那你就可以考慮用ape或flac甚至是wav的格式啦！