关于CD和MP3的音质比较

Samanthanut · 发表于 2015-10-7 08:50:35

在目前MP3和MP3随身听大行其道的时候，传统的音频载体——CD，还能有多少发展空间？对于买者而言，两者到底该如何选择？本文谨就此话题说一下笔者自己的理解。从音频格式上看，目前CD音频是采用了44.1KHZ采样率和16位音频编码的无损音频格式，所谓无损的意思是：在这个采样率和这个编码位数的前提下，得到音频数据以后没有经过任何的对数据完整性有影响的处理。换言之，在这个采样率和这个编码位数的前提下，对音乐信息保留的最完整的就是无损音质。而对应的MP3则是一种建立在一系列声学基础上的有损音频编码，能在基本保留大部分声音信息的前提下对音频信号实现比较大的压缩比例。
大部分的MP3音乐解压以后的编码也是44.1KHZ采样和16位编码的。从数据上看，CD和MP3的区别可以用码率的差别来体现。CD的码率是这么计算的：每秒钟的码率=44.1KHZ（采样率）＊16（编码位数）＊2（双声道）=1411.2Kbps。如果是某些采用48KHZ取样的音乐CD，其码率则为1536Kbps。而某些早期的某些单声道录音，码率是要除以2的。MP3的码率则是在这个基础上除以一个相关的压缩比例，这个数值一般大于4小于50，不难计算，我们一般从网上下载的192Kbps的MP3，所用的压缩比例大约是7.5左右。以上的数据可以用电脑软件来验证。如果用FOOBAR之类带码率显示的软件读取CD光盘和MP3，则可以很方便地看见码率，当然，以上计算的均是理论数值，实际中某些数值还是有少量偏差的。根据以上数据，我们甚至可以进一步算出一张CD最多可以存储多长时间的音乐。当然，这是另一个话题了。以上从码率数值上比较了MP3和CD的不同，码率不同，所携带的信息量也不同。反映到音质上就是MP3要逊于CD。有人曾经将MP3和CD播放时的输出波形分别截图做比较。结论是MP3和CD音质差距极小，因为两张图几乎一模一样。但其实这个方法是不对的，两者在时域上的输出波形也许受软件和屏幕的分辨率影响，差距会比较小。但是一旦转换到频域上面，两者的差距就能明显体现出来。具体表现就是：MP3少了很多频率分量，换言之，MP3是以损失一些不易察觉的音乐细节来换取高压缩比和相对优秀的音质的。 MP3确实是在音乐的音质和体积上找到了一个不错的平衡点。但它还是有它的适用范围的。它比较适合于一些流行歌曲，而对于很多大动态的古典作品来说就显得力不从心了。一般来说，对于大部分非古典类的音乐来说，192Kbps的MP3已经可以满足大部分人的需要了。说完了编码说解码。
   因为人的听觉所感应的最高频率是20KHZ，所以其相应的奈奎斯特抽样率理论值就为40KHZ，也就是说大于等于这个抽样率的情况下音乐是可以无失真的还原的。考虑到实际应用中的情况，目前大多数的抽样率还是选取了略高于奈奎斯特的44.1KHZ。CD的制作过程可以简单理解为在原始音频信号上进行44.1KHZ的采样后直接得到的离散信号（实际CD的制作过程要进行限带、超采样、甩点等数字处理，情况要复杂的多，但我们现在说的简单理解不影响下文的分析）。信号在时域被采样相当于在频域被复制和搬移。所以，对应CD的解码器在频域上就是一个带宽为20KHZ的低通滤波器。在频域上，解码器是个有界也有限的函数，然而对应到时域上，它就是个无限的内插函数的集合。而无限内插函数集合这种理想的解码器在实际中是无法制造出来的，只能制造出逼近它效果的芯片。所以，无论是CD随身听还是大型的CD播放机，里面的解码芯片和电路就决定了机器的成本和声音素质。
   学过电路的人就不难知道，对这种复杂的解码电路而言，当它的输出质量达到一定程度以后，其输出效果每每再提升一点点，所花的代价就会大的不成比例。往往到最后实现1%的提升都需要多花费100%甚至更多的成本。所以这也是同样是CD机，但价格上下距离却天差地别的原因。 MP3解码比CD解码更加复杂一些，它需要先经过一个解压缩算法的芯片以后再经过类似CD解码的过程。所以同样道理，芯片和电路的不同决定了MP3的品质和成本。顺便插一句，我的意思不是说贵的一定好，我的意思是好的一定贵。说了那么多，其实上文的结论很简单：无论是CD或者是MP3，其播放出来的效果都是由芯片和电路决定的。现在把这个结论和随身听挂上钩，说说笔者的一些想法。都说CD音质比MP3好，没错。确实是这样，但这句话说的是音乐载体而不是播放器。播放器在这里就是我们现在讨论的随身听，在前面《关于市面常见CD随身听及其声音风格简评》这篇文章里，我已经阐述了一个事实：近年来，CD随身听的播放品质已经是每况愈下，大不如从前了。这固然和厂商对于随身类产品的设计理念有关，但也不否认有MP3的蓬勃发展吸引了厂商更多的精力这个因素在里面。那么，在CD随身听总体越做越差而MP3随身听总体越做越好的现在，谁还能闭着眼睛说CD音质无敌吗？音质是需要比较的。耳朵收货才是硬道理。笔者也做过一些对比，以下是一些笔者对于音质的一些排行，毕竟听过的机器还是不多，又加上一些自己的理解，所以这个排行不够客观，就说的简略一点。笔者认为，如果采用的音乐载体分别是CD和192Kbps的MP3的话，音质排行如下：

      帝盟、IRIVER、IAUDIO的硬盘MP3＞  松下CT800/810/820 CD随身听、创新硬盘MP3＞  松下CT700/710/720 CD随身听、IRIVER、帝盟的闪存MP3 、SONY-EJ1000、NE10随身听＞IAUDIO、创新、松下的闪存MP3、SONY的EJ2000 NE20以及EJ和NE系列其他CD随身听＞IPOD＞SHUFFER、魅族、昂达、现代的MP3＞三星、爱国者MP3、400元以下国产CD（国内较大牌子的）＞300元以下杂牌MP3、200元以下杂牌CD

说说笔者的一些解释：
1、所有192Kbps的MP3都是流行音乐或者NEW AGE类音乐的MP3，古典音乐实在不适合用MP3去欣赏。
2、把几个大品牌的硬盘MP3放在前面是因为硬盘MP3的大体积使解码芯片和电路的设计空间相对大了很多，大容量电池也可以提供大的输出功率，使的MP3的音质可以充分发挥。相对的，闪存MP3受到体积限制，芯片和电路的设计便局促了许多，音质上便有了缩水。
3、近年来松下的CD随身听音质是普遍好于SONY的。
4、IAUDIO的BBE音效乃是一大特色，但笔者几乎从来不开音效，所以这个排行里面IAUDIO是有点吃亏的。
5、苹果的音质没有它的外表那么好，但是机器的输出功率不错。
6、三星和爱国者的东西真的很垃圾，除了样子好看什么都没有。很没有性价比。以上是笔者对于一些机器的音质感受，仅供参考。另外要补充一点的是：CD随身听普遍都有个line out口，里面输出的是没有经过放大电路的原始信号，这个信号的功率虽然小，但是音质却是比耳机接口那里的好很多。这也是CD随身听也能“玩发烧”的一个地方，这个优势MP3随身听基本没有能够做到的。但是利用可以播放MP3的CD随身听（如松下的）的line out口也可以实现MP3的发烧玩法。值得关注的是,目前很多MP3(尤其是硬盘式MP3)已经开始支持FLAC、WAV等无损压缩的音频格式。这为用MP3享受高质量的音乐创造了更大的空间。在整套器材的选择搭配中，耳机的选配也是不可忽视的。在这一点上，CD随身听相比MP3而言有更大的选择度。MP3能选配的耳机相对来说少了很多，这也是受输出功率和没有line out口的限制。另一方面，CD在体积上则是要远逊于MP3。总之，考虑音质因素以后还要考虑便携性和耳机选配，这两者又是各有所长，如何选择，就看各人口味了。至于具体的耳机选配，将另有专门文章说明。

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