私人云音乐库(三):音质与大小的权衡:不同比特率
本文分为两个部分。首先我会比较mp3和aac，看他们在同等文件大小的情况下谁的音质更好，换言之，性价比最高。然后我会讨论如何选择合适的压缩比特率。
mp3还是aac
一直以来听说同样比特率下aac比mp3的音质要高得多，但同时也看到另一些人的说法认为音质差异和编码器有关。有人认为不能用mp3里较差的编码器和aac里较好的编码器(itunes里的qaac)相比较，而应该使用mp3的lame编码器。今天本人秉着科学求是的精神想彻底比较一下aac(itunes的qaac)和mp3(lame)的音质差异。
准备工作
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GoldWave 软件，用来观察声谱图https://www.goldwave.com/release.php
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Foobar，lame、aac encoder包，参考此文: 利用foobar将无损转mp3/aac教程
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一个无损音频文件：我选择的是李宗盛的”山丘”。链接：http://pan.baidu.com/s/1bnjtIft 密码：numl
需要说明的是，最新的lame版本3.99.5是2012年2月28日更新的(http://sourceforge.net/projects/lame/files/lame/3.99/)；而qaac最新版2.55是2015年9月23日更新(http://www.videohelp.com/software/qaac). 基本上预测qaac会好于lame。
经过
我将无损的“山丘”用lame3.99.5压制成4个参数分别为130 kbps VBR, 165 kbps VBR, 225 kbps VBR和320 kbps CBR的文件。
用qaac2.55压制成参数分别为128 kbps VBR, 160 kbps VBR, 224 kbps VBR 和 320 kbps CBR 的四个文件。
以上所提比特率参数均为Convert时提供的默认参数配置。我尽量选择了默认参数较为接近的四组。需要说明的是，用默认VBR参数压制后的文件实际比特率并不一定等于参数提供的标称比特率。
将上面操作得到的8个文件和无损文件，一共9个，分别放到GoldWave里观察声谱图。
在9个文件分别播放到2:43处时，截图声谱图。全部收集好之后比较声谱图的最高可达频率，作为音质的反映。
同时还要比较四组文件的大小。
最后空间性价比由“最高可达频率/文件大小”决定。
数据
最高可达频率
要得到上面这些图，需要在GoldWave默认Window设置里把Control窗口设置为Vertical。再在Control左侧窗口右键，选择spectragram。再右键，选择properties->show axis.
图表
| 编码器 | 标称比特率/kbps | 实际比特率/kbps | 文件大小/MB | 最高可达频率 | 空间性价比 |
|---|---|---|---|---|---|
| lame | 130 | 125 | 6.1 | 16.7 | 2.74 |
| qaac | 128 | 122 | 6.05 | 18.5 | 3.06 |
| lame | 165 | 147 | 7.15 | 17.5 | 2.45 |
| qaac | 160 | 156 | 7.65 | 19.2 | 2.51 |
| lame | 225 | 225 | 10.9 | 19.5 | 1.79 |
| qaac | 224 | 224 | 10.9 | 20.5 | 1.88 |
| lame | 320 | 320 | 15.5 | 20.2 | 1.30 |
| qaac | 320 | 320 | 15.6 | 21.5 | 1.38 |
| 无损 | 859 | 859 | 41.6 | 21.8 | 0.52 |
结论
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同等比特率下，我们发现aac最高可达频率高于mp3，aac确实比mp3音质更好。
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无论是aac还是mp3，都在较低比特率（128kbps）比更高的比特率（165, 225, 320kbps)有更高的空间性价比。空间性价比随着比特率增加而递减。
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无论是aac还是mp3，在128kbps时最高比特率都已经超过16kHz. aac甚至超过18kHz. 因此，在不需要更高频率的时候，128kbps的文件因占用空间最小而最值得选择。
压缩比特率的选择(以下均为aac)
强烈建议大家决定比特率的时候使用ABX测试(https://en.wikipedia.org/wiki/ABX_test)，而不要一味追求高音质而选择非常高的比特率。
毕竟，如果自己耳朵都听不出差别的话，就没有必要在移动场合还用特别高的比特率听歌了。
从上面图片中我们可以看到，225kbps的文件就已经超过10MB了。这其实并不十分经济。
一个简单的ABX测试的办法是：
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先准备好同一首歌曲的无损版，和另一个与之对比的版本，如128kbps
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分别将他们拖到Foobar的播放列表中（每种只出现1次）
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在播放列表中全选复制，再粘贴数次（越多越好）
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闭上眼，按住键盘的下键不放，过随机一段时间松手。直接播放该曲，不要去看其他内容。这相当于随机选取了2个版本中的一个。
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听完后回答“该曲目是否为无损？”
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如果回答正确，则“正确”次数+1， 如果回答错误，则“错误”次数+1
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重复以上多次，越多越好（100次以上？）。
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若“正确”和“错误”次数比例接近1:1，则说明自己无法区分他们。
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当然，“正确”次数应该达到超过50%的多少，看你自己是否能接受而定。
我个人测试的时候只对比了无损和128kbps。使用的是Westone W40 耳机，电脑foobar播放，未用功放。结果表明，我并不能有效区分他们。
我甚至尝试了96kbps，似乎也无法区分。
我想这个网站可以解释我的情况：
http://www.ultrasonic-ringtones.com/
我在它上面测试了我能听到的最高频率为15.8kHz. 所以，其实更高比特率对我来说是空白。
但是为了保险期间，我还是最终选择了128kbps。
补充
我在360云盘里分享了两首曲子的无损和128kbps（aac压制）的版本，感兴趣的朋友可以下载听一下是否自己能听出差异，做一个ABX测试。
http://yunpan.cn/cF5PzazFZXneS （提取码：22df）
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