亞寶論壇 - Powered by Discuz! Board

標題: [轉貼] WMA對決MP3 [打印本頁]

作者: claire165 時間: 2010-2-3 20:52 標題: WMA對決MP3

本帖最後由 claire165 於 2010-2-3 21:06 編輯

7月29日
WMA對決MP3
　　還在聆聽MP3音樂嗎？有沒有想過改用更棒的音訊格式呢？如果有個音訊格式，在音樂音質一樣的前提下，可以更加節省我們的時間和空間；在音樂體積一樣的前提下，卻可以提供更優的音質，而且支援的裝置又多，這樣會不會想換掉MP3呢？快來試試看WMA吧！下面將對MP3和WMA做出一系列的PK測試，讓你對WMA和MP3的差異有所了解。

超然卓越卻被抹黑的WMA
　　WMA和MP3哪個音質比較優，哪個比較節省網路傳輸的時間，比較可以節省你的空間，這些問題曾經困惑我許久。網路上文章很多，我很快的找到了反微軟分子的心得，主觀的宣稱WMA的音質不如MP3（直到本文發佈時，還有受害網友說“看某某測試mp3中高流量勝耶”）。但用心一點閱讀，就發現那只是自欺欺人的假文章。沒有測試數據；或者不當的測試數據（以舊版的WMA和最新版MP3比較），只是一昧的以“因為是微軟技術”為由，就來判定WMA不如MP3，真是不怕誤導大眾呀！由於在下先前拜讀過　終極反微軟份子：紅臊龜　的超偏激文，從中體認到為了反對而反對的騙局，所以很快的就辨別出真假。這邊呼籲大家，上網應該有個認知，網路就跟真實世界一樣，都存在所謂虛假的騙局，而且在虛擬身分的前提下，似是而非的網文更甚真實世界，況且又是主觀又無責任的撰文，很可能沒有專業人士嚴謹客觀，可靠度遠不如親身體驗。要從眾多的網文找出真正的答案，勢必要很費心力；所以如果可以，知道真相最好的辦法就是：親自嘗試，相信自己。
　　WMA全名是Windows Media Audio，是微軟研發多年的音訊壓縮格式。由於微軟樹大招風，惹來一堆眼紅蒼蠅，長期以來受到反微軟份子的打壓。但由於音質優越，市面上已通行許久，大多數的設備都有支援，論流通性僅次於MP3。最初WMA 1.0版發表於1999年，直到2003年發展成熟，最新的9.2及10 Pro版則發佈於2007年。最初微軟打的口號是“64kbps就可提供接近CD的音質，在音質相等的前提下，只需要MP3一半的儲存空間”，這真是美好的願景呀！但此舉立刻引發反微軟分子的側目，給予非常負面的批評，甚至以很主觀的角度去攻擊，並且欺騙世人MP3音質比WMA優很多；但亦有許多客觀的玩家做出比較，他們認為微軟態度很謙虛，其實在同等音質為前提下，甚至可壓小至MP3的三分之一。哪個是真的？哪個是假的？哪個是客觀的說法？哪個是為了反對而反對？在親自聆聽比較後覺得很奇怪，WMA聽起來明明比MP3好聽呀！怎麼會有人說MP3比較好聽（當年並不認識反微軟分子XD）？為了了解真相，揭發反微軟分子的騙局，還給WMA一個公道，並了解哪個壓縮格式比較適合我們，所以做了以下一系列的測試，希望大家可以好好認識WMA。

聲音的特性與音質的判定
米豆花了時間對人類聽覺做了一番了解，歸納出以下幾個重點：

人類能查覺到的聲音頻率，範圍約在20Hz~20kHz之間（另外還有16Hz~18kHz的說法），超過的頻帶稱之為超音波。
人類發聲的頻帶是500Hz~1kHz。
人耳最敏感頻率在1kHz~5kHz左右。
大部分的人可以察覺100Hz~14.1kHz的聲音。
人類比較容易聽到振幅（音量）大的聲音。
　　基於以上原因，我想音訊壓縮格式首要任務在於，大部分人可以察覺到的100Hz~14kHz頻帶，而且振福夠大的部分，也就是聲波圖的上半部，符合這區段才算及格。至於100Hz之前和14.1kHz之後，有些耳朵敏銳的人可以聽出來，列為評比一個音訊壓縮格式的決勝題，孰優孰劣就此分勝負。此外還可以囊括人類聽不到的超聲波頻帶：根據日本的研究，雖然聽不到但卻感受的到唷！如果音樂可以做到無損壓縮，完全不失真當然是很棒；但理想跟現實總是有所差距，而我們總是在找那個最佳的平衡點不是嗎？

看法：水平為音頻（範圍0Hz~22.05kHz），垂直為音量（振幅）；越上面越接近原始音量，下面聲音越小；越左邊音頻越低，越右邊音頻越高。
■500Hz~1kHz是人類發聲頻帶。■1kHz~5kHz是人類聽覺最靈敏的地帶。■100Hz~14.1kHz是人耳可清楚辨識的頻帶。

測試環境與方法
　　以下的測試環境是在Windows Vista SP1，為了公平性，也就是確保大家可以自己做到相同的測試，原始檔是採用RightMark Audio Analyzer（版本6.2.3）產生的音訊測試檔，大家可以免費下載取得。轉檔軟體使用Protected Music Converter（版本1.0.1.0）這套軟體。這個轉檔軟體內建LAME 3.97的MP3編碼器，而LAME MP3 Encoder是網路公認最棒的MP3編碼器。將原始檔透過Protected Music Converter轉換為各種設定做測試，然後無失真的轉為WAV聲波檔，最後透過RightMark Audio Analyzer解析出下列圖形。圖形的看法是，紅色為原始音訊，綠色或白色是壓縮後的差異；壓縮後不相符區塊，也就是紅色、綠色或白色越多，代表失真的越嚴重。

測試1：單聲道壓縮失真比較。壓縮設定：單聲道／48kbps／44.1kHz／CBR

很顯然的MP3無法有效壓縮單聲道音訊，失真的程度是淺而易見的。

WMA對單聲道音訊壓縮非常有效，失真程度非常的低。

測試2：雙聲道壓縮失真比較。壓縮設定：立體聲／64、96、128、192、256、320kbps／44.1kHz／CBR
　　測試結果出乎意料之外，往往被認為失真度應該是最小，高位元率的320kbps設定並未奪得冠軍寶座，反而是老二256kbps上座，而且無論是MP3或WMA皆是，尤其是WMA，在高頻的地方幾乎沒有失真。曾經看過高階音響系統比較兩格式的心得，作者覺得高頻部分MP3顯得空洞，WMA比較接近原音；現在就圖形來判斷，WMA在高頻的表現確實更勝MP3。當做好下面的測試後我就想到，相同流量下的MP3雖然不比WMA好聽，但還是有人堅稱MP3音質比較好，可能是因為MP3在1kHz~5kHz之間，低音量時的表現比較接近原音。但音量要夠大才聽得到，聲音的壓縮是否更應該注意音量夠高的部分呢？況且這是聲音測試檔的場合，如果是壓縮音樂，這個頻帶會有低音量的表現嗎？

壓縮為MP3後，音質嚴重失真，至少需要128kbps才好聽。但當採用256kbps編碼，除了高頻的聲音失真外，整體表現都非常出色。


WMA在低位元率時，除了高頻的聲音失真外，整體都很讓人滿意。當採用256kbps編碼時，壓縮的非常漂亮，幾乎沒有差異。

測試3：雙聲道VBR壓縮失真比較。壓縮設定：立體聲／64、96、128、192kbps／44.1kHz／VBR（平均位元率）
　　有人說MP3的LAME編碼器表現很優，甚至到了後來也支援VBR編碼，而且音質已經超越WMA了。那麼MP3支援VBR以後情形真有那麼大的改進嗎？答案是：沒有。從以下的測試結果就可以看出，VBR編碼並未給MP3帶來足以跟WMA抗衡的力量，而且就以圖形跟CBR相比，似乎採用VBR不會優很多的樣子。就WMA來比較，透過VBR編碼在中低頻音量低的地方，失真有比較收斂一些，但高頻部分失真就比CRB嚴重，且VBR編碼必須耗費兩倍時間，因此可說是效益不彰。


MP3採用VBR編碼方式，在低位元率依舊無法呈現足夠的音質，但跟CBR比較128kbps，失真情形有比較收斂。


WMA在高頻部分的失真情形一直都比較少，整體而言只有在音量較小的時候出現失真。

測試4：無損壓縮失真比較。壓縮設定：立體聲／Q100／44.1kHz／VBR（品質為基礎）

這個測試MP3不支援，WMA則得到滿分。

壓縮特性
　　以上就是RMAA音訊測試檔所得的結果。就測試結果來看，MP3是種顧全大局的壓縮機制，要就大家一起衝，不然就大家一起死，畢竟MP3是很有年紀的東西了。WMA的壓縮技術比較先進，除了以MP3“聽的到音頻”為基礎壓縮，再加上“聽的到音量”為優先考量，如果位元率不足，先捨棄音量小的音質；音量高的音訊完成儲存後，如果有足夠的位元率，就進一步的保存小聲的音訊，進一步的做了加分作用。大家都可以自己測試看看，只要版本相同結果應該是一致的。但是測試音訊檔可以反映多少實際應用上的差異呢？接下來米豆決定追加測試純人聲的音訊檔，還有抒情音樂、搖滾音樂和卡通音樂壓縮差異（後來發現音訊測試檔，對音訊壓縮格式來說，是很嚴苛的試煉^_^b ）。然而，先前的測試就可以明顯看出，MP3採96kbps以下壓縮根本完全不能聽，所以下面的音樂測試將捨棄64kbps和96kbps CBR壓縮，取而代之的是改用VBR模式，位元率設定為128kbps和192kbps，依舊取得六個樣本做比較。

測試5：人聲壓縮失真比較。壓縮設定：單聲道／20kbps（MP3為32kbps）／22.05kHz／CBR

MP3最低位元率只可以設定為32kbps，已經比WMA多1.6倍的流量，但失真度卻遠比WMA嚴重，甚至會聽到雜音和音爆。

注意500Hz~1kHz，也就是人類發聲頻帶，WMA在這範圍表現極佳，僅使用20kbps的流量就可原音重現。
PS. 本測試中WMA使用Windows Media Encoder壓製。

測試6：抒情音樂《You are so beautiful》壓縮失真比較。壓縮設定：立體聲／128、128、192、192、256、320kbps／44.1kHz／CBR、VBR（平均位元率）

MP3大致上來說，位元率128kbps尚可滿足基本聽覺，但低頻50Hz以下的失真有點可惜的樣子…對於耳朵敏銳的人來說，MP3沒有256kbps是無法接受的。


WMA僅僅使用192kbps的流量，差點就把MP3打趴；流量拉高到320kbps時，僅有超過人類聽覺上限的20kHz失真，就算是再敏銳的耳朵也聽不出差異。

測試7：搖滾音樂《What I've Done》壓縮失真比較。壓縮設定：立體聲／128、128、192、192、256、320kbps／44.1kHz／CBR、VBR（平均位元率）

MP3在壓縮搖滾樂的失真情形比較小，位元率128kbps高頻的表現還比WMA好一點點，但在其他流量依舊無法跟WMA匹敵。


WMA位元率192kbps就有很棒的音質；位元率256kbps和320kbps都有近乎原版的音質。

測試8：卡通音樂《となりのトトロ》壓縮失真比較。壓縮設定：立體聲／128、128、192、192、256、320kbps／44.1kHz／CBR、VBR（平均位元率）

MP3在這項測試中輸的超級慘，192kbps壓縮得到超異常曲線。本來還以為是檔案有問題，結果重新壓製還是一樣；看樣子卡通歌曲壓成MP3非常不適合。


壓縮卡通音樂採用WMA真是太棒了！採用320kbps壓縮時，可以享受原音重現的感動。

結論
　　很顯然的WMA是比MP3更好的選擇，壓縮生成的檔案音質優、體積小，適用範圍廣泛，而且壓製速度快（MP3二到四倍不等）。如果是單聲道，則可以更低的位元率壓縮；另外不管你怎麼去壓縮，只要位元率在64kbps以上，都可以提供極佳的音質；儘管位元率小於64kbps，也不像MP3會生出恐怖的聲音；192kbps提供了不錯的壓縮率，且兼顧極優的音質；256kbps和320kbps則提供了幾近原版的音質；對於擁有敏銳挑剔的耳朵，還有高級揚聲系統的人，也可以考慮選用WMA無損壓縮；如果要儲存DVD的多聲道環繞音效，交給WMA Pro也可以。WMA應用層面廣，無論是用在音樂的珍藏、分享、個人網頁、或線上試聽都很合適。做完這些測試我就了解了，何以KKBOX的音樂會全面採用WMA格式，因為音質更勝MP3 ，適用範圍又遠比MP3大：KKBOX網頁提供的線上試聽，採用低流量壓製，音樂串流不中斷；KKBOX程式的高音質模式，則提供高流量的WMA 192kbps，讓你享受高品質音樂。

單聲道  低流量  高音質  不失真人聲多聲道版權保護
WMA 推薦 64kbps 256kbps WMA Lossless  推薦 WMA 10 Pro DRM
MP3 不適用  128kbps  320kbps 不支援不適用不支援不支援

理想中的無損壓縮
　　在現今超大硬碟空間的驅使下，你是否對不失真的WMA無損壓縮感興趣呢？這幾天我想硬碟空間也用不完，於是就採用WMA Lossless擷取CD；但當我做完以上測試後就後悔了。因為WMA 320kbps的音質失真極小，已經是人耳聽不出來的程度，我的喇叭也不是高級音響，更是聽不出差異；還有空間耗用率極大（最近擷取的Kiroro音樂CD，Lossless為320kbps的2.75倍，佔用硬碟空間452MB），加上用以網路傳檔也會變得很不便，所以心得只有一個：除非你有高級揚聲系統，並且有超大的硬碟空間，不然音樂檔真的不建議使用無損壓縮呀！

音質相對關係
　　或許你跟我一樣，曾經想過探索WMA和MP3音質的相對關係。現在有了RMAA的音波分析圖，這個想法已經變得可行。下面就繼續補完各式位元率設定，再透過圖形化的比較，排序出WMA和MP3之間音質的相對關係。至於被認為頗為主觀的CD音質，這邊定義為人耳可清楚辨識的頻帶：100Hz~14.1kHz。就WMA而言，大約在80kbps可以有這樣的表現；MP3要儲存這樣的音質，則需要112kbps（音質略遜128kbps一些些）的流量。

測試9：抒情音樂《You are so beautiful》壓縮失真比較。壓縮設定：立體聲／32、48、64、80、96、160kbps／44.1kHz／CBR

MP3在96kbps以下音質有很明顯的失真。從音波分析圖可以發現，在高頻的地方出現詭異的訊號，而且音量上揚使的失真容易發現。


WMA 在48kbps以上都只會削弱高頻的音量，直到32kbps才於8.5kHz的地方出現高低起伏的詭異訊號。

就米豆對CD音質的定義，剛好符合微軟宣稱的“64kbps就可提供接近CD的音質”。

後記

　　外觀的美醜是很主觀的議題，只是一般在某個區間裡，大家會有個共識。舉例來說，我們會說林志玲很美，也會說恐怖片裡的殭屍很醜，但如果這時候要說林志玲是世界最美的女人，就一定會有不同聲音出來。聲音是否悅耳亦是如此，除了每個人在耳朵靈敏度上的差異，勢必還會有主觀評斷的部分，也就是每個人偏好的音色差異；但也基於此原因，很可能閱讀到不同的心得；加上反微軟分子在網路上散布謠言中傷微軟，更可能得到錯誤的資訊。在聽人家講MP3或WMA音質哪個比較好的當下，其實花1分鐘親自壓縮測試比較，如此謠言就不攻自破了；像米豆被騙那麼多年後才得知真相，已喪失許多聆聽WMA的機會，心中充滿了悔恨，為何要聽信反微軟分子的話…不要再聽MP3了，把全部的音樂轉成空間更省、分享更快、音質更好的WMA吧！

說明
　　無論是壓縮率或音質都是WMA比較優（除了128kbps的速率）：同體積的前提下，WMA音質比較好；同音質的前提下，WMA壓縮率比較高。
所以如果你想節省硬碟空間，可以參照對照表把MP3轉成WMA。
　例如：MP3 96轉成WMA 48（省50%），MP3 256轉成WMA 192（省33%），MP3 320轉成WMA 256（省20%）
但請勿將低音質的MP3轉高流量的WMA，這樣只會體積變大，音質並不會變好。
　例如：MP3 64轉成WMA 320（音質依舊只是MP3 64的水準）

PS.　有網友感到困惑，為何未附加壓縮後的檔案體積。這是因為檔案體積的資訊並不是本文重點，音樂檔的體積主要決定於位元率，儘管不同壓縮格式，只要位元率相同的音樂檔，壓出的檔案體積是相近的。就MP3 320kbps和WMA 320kbps比較，MP3是5,955,722位元組，WMA是5,977,345位元組，微乎其微不到 0.37% 的差距，相信不會影響你對高音質的嚮往，所以只要取位元率比較即可。

PS2.　有網友表示KKBOX部分音樂的音質不是很好，儘管確認是WMA 192kbps。這部分我推測是廠商直接從MP3 128kbps轉過來的，因此依舊會有低音質的感受。

測試：Ultrasonic Ringtones - the new ringtones that only kids can hear!
訪客無法瀏覽此圖片或連結，請先註冊或登入會員。
測試你聽覺的靈敏度。大部分的人都可以聽到14.1kHz。你可以聽到頻率多高的聲音呢？

參考：洋洋實業有限公司─OCEANIC TRADING CORPORATION─
訪客無法瀏覽此圖片或連結，請先註冊或登入會員。

參考：人耳正常听到的声音是多少赫兹？|学问吧|天天学习网
訪客無法瀏覽此圖片或連結，請先註冊或登入會員。

清單：WMA對決MP3 - Windows Live
訪客無法瀏覽此圖片或連結，請先註冊或登入會員。

下載：WMA對決MP3.ppsx - Windows Live（投影片版）
訪客無法瀏覽此圖片或連結，請先註冊或登入會員。

下午 05:27 | 檢視引用通告 (1) | 發佈至您的部落格 | 米豆的文章

歡迎光臨亞寶論壇 (http://bbs.ahpal.com/)