為什麼 MP3 的比特率無法超過 320kbps?LAME 之後 MP3 還有很大前景嗎?

希望真正了解MP3的人回答一下。

請不要比較各種格式,我只是對MP3希望有所了解。

LAME大部分人認為拯救了MP3,但從我的感受,感覺依然不是很理想,MP3在技術上有什麼新趨勢嗎?

THX!

並且麻煩你不要發Wiki,如果我沒有詳細閱讀Wiki,我也沒必要來問問題了。


很簡單,人類發明的技術不是為了「完美」而存在,是為了人的需求而存在。

  • MP3存在的目的是為了壓縮PCM編碼的立體聲(雙通道)音頻流。這種音頻流無損的時候最高的比特率是2 (通道) × 48k (採樣點) × 16bps (每個採樣點比特數) = 1,536 kbps
  • 絕大多數人聽到的頻率的極限就是20kHz,根據Nyquist定理,採樣頻率到40kHz就足夠了。一般CD的採樣頻率也就是44.1kHz,比MP3支持的極限48kHz還要低。
  • 當MP3採用320kbps比特率壓縮的時候,絕大多數人已經區分不出和未壓縮的音頻有任何區別了。實際上只有極少數的金耳朵通過反覆試聽可以區別出來,而且是在他們聽力最好的時候用最好的設備做到的。
  • 對於絕大多數人來講,播放320kbps的音頻時,相比於數據本身的不完美,他們的播放器材對音質的影響要大得多,別指望10塊錢的地攤耳機能區分出320kbps和未壓縮音頻的區別。即使是一萬塊錢的家庭音響,也很難區分出來。
  • 更重要的一點,一般的無損壓縮演算法比如flac或者ape已經可以把上述的音頻流降低到500~100kbps左右,而沒有任何信息丟失。更高比特率的有損演算法相對於這些無損壓縮,除了編碼解碼速度能快點兒,已經沒有任何優勢了。追求完美的一定會用無損壓縮去編碼,而不會在乎多一點兒數據速率了。

確切來講,官方標準的MP3是只支持到320kbps的。640kbps的MP3也有,但是非標準,而且相比於有損編碼已經沒有什麼優勢可言。

補充一點,除了MP3,也有更好的壓縮演算法存在。那一小撮追求完美的人,或者會用無損壓縮,或者會用其它更好的有損壓縮演算法,比如Mpeg4 ALS。

至於Lame之後MP3的發展,坦率來講,我不覺得MP3還有什麼發展。整個音樂壓縮存儲編碼從理論到方法到應用都已經非常成熟,多聲道也早已經有Dolby和DTS搞得透透的了,再加上現在存儲和帶寬都這麼便宜……

也許未來還有一些針對人耳聽力模型的演算法出現,不過無非是修修補補或者針對特定應用(比如語音通話)而已。

或者你可以問同樣的問題,為什麼MPEG4/H.264之後很久沒有更新的視頻壓縮標準了?道理是類似的,我們看到了邊際收益遞減。因為後面要做出相同比例進步,需要花費更昂貴的代價。

謝@Jeffrey Lin指正!HEVC正在醞釀中,目標是相比同質量H.264,能夠把比特率再降低一半。還有一個主要特性是把支持的最高解析度提高到8192×4320@120p。


引用公司最資深編碼工程師的話: mp3的潛力已經被大家挖掘得幾乎枯竭了,mp3本身的構造已經限制了它無法在有大的提升了。

另外,不要看國內大家都一直堅持用mp3,那只是因為國內沒有版權意識,大家幾乎不買正版音樂而已。

外國音樂下載用的幾乎都是aac,廣播電視使用的也大都是aac,大廠的音樂播放器不支持aac的也見不到了。正規官方渠道能夠取得的音樂用mp3的已經找不到了~


說說我個人理解。

MP3到底是怎麼樣一種格式?MP3是一種音頻壓縮格式,也就是說,LAME團隊看重的更多的是壓縮,而非質量。這一點我想可能大部分人一直都有誤區。

談到壓縮,就牽扯到以下幾個因素:壓縮比率(文件佔用空間),編碼時間,壓縮質量,兼容性等等。所以如果但從質量角度來考慮的話,怎麼說,總覺得有點片面了。

比特率是決定MP3大小的唯一因素(如果時長固定),所以如果題主想要更高碼率的MP3,那就需要付出更大空間來儲存——但這已經違背了MP3誕生的初衷——所以很多人會在回答這一類問題的時候直接說:想要更高的碼率,那乾脆用無損不就結了?320kbps這個比特率,沒錯,是MP3的上限。至於為什麼,好像就是當初MP3開發的時候設定的值,其中具體的原因比較專業,我這個外行就不隨便說了。(我可以問一下題主之所以想問為什麼320K是最高比特率的原因是什麼嗎?)

但是大家知道LAME團隊最新幾個版本都把重心放在MP3壓縮的什麼部分上了嗎?其實不是320kbps CBR,而是重點在VBR,192kbps,128kbps這些碼率的開發上。LAME的新版本到底比舊版本好在哪裡?好在編碼VBR格式時的壓縮時間更少,好在VBR格式MP3文件空間更小,好在VBR格式編碼時能更智能的節約碼率用在信息量大的部分,好在128kbps,192kbps這些中等碼率的MP3音質相對更清晰。

所以,LAME團隊好像已經很久沒有管320kbps CBR的死活了。因為他們有一個共識:320kbps CBR的MP3也就那樣了,音質再高也高不過無損,編碼效率和文件大小也達到極限了——換句話說就是,320K已經沒什麼開發的價值了。

沒有開發價值不代表沒有利用價值。看到題主把這個提問分類到數字音樂,想必樓主的真正意圖是想問,數字音樂網站到底是要堅持走MP3格式路線,還是像iTunes一樣弄AAC,還是乾脆上無損吧?

的確,時代已經漸漸改變了,現在已經不是幾年前「高端耳機還是奢侈品、1T 2T的移動硬碟還是天方夜譚」的時代了。音樂愛好者們漸漸不再看重什麼壓縮比率,什麼文件佔用空間大小,音樂愛好者們更加註重音樂的質量了。

所以這裡還是不得不對比一下不同的音樂文件格式:MP3,AAC/OGG,FLAC/APE,WAV

沒錯,我承認,AAC/OGG格式比MP3更高級更科學,碼率可能達到更高,文件大小更合適,音質上限也略略高過MP3的音質上限。但是,它們有個很嚴重問題就是兼容性不夠。如果在電腦上聽,多裝幾個插件可以解決問題,但如果在各式各樣的手機和移動播放器里呢?這就不好說了。所以我認為,MP3和AAC/OGG相比,我仍然選擇MP3。

那麼,MP3跟FLAC/APE/WAV這些無損格式相比呢?這裡就有一個trade-off,320kbps CBR MP3佔用空間是FLAC/APE的大概二分之一,是WAV的大概四分之一。也就是說,假設你的音樂庫裡面所有歌曲都用320K MP3保存的話可以保存1000首,FLAC/APE則只可以保存500首,WAV的話只能保存250首。但從音質來講,FLAC/APE/WAV的音質真的比320K MP3好兩倍、四倍嗎?這個真不見得。

所以我個人的意見是,即使大眾更傾向於重視音頻質量,MP3路線仍然是要走的——因為MP3與各類播放器的兼容性仍然是最好的,並且文件佔用空間真心不大不小正合適。

最後,回答樓主最後一個問題,LAME之後MP3發展方向——我認為應該還是有前景的,前景不在320kbps CBR上,而在VBR上。數字音樂網站提供的試聽,流媒體,都可以將LAME研發的VBR MP3利用起來,給大家帶來更優質的試聽服務。


歸根結底還是邊際收益遞減法則 報酬遞減

320kbps基本已經到音質與體積的邊際臨界點了,再增加文件體積暴增而音質增長不明顯


第一,那個叫比特率。

第二,請認真通讀 MP3 。


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