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第6章 音訊壓縮#

CD 音質的未壓縮資料量是每分鐘約 10 MB,若沒有壓縮,串流音樂與反正規化的行動通訊都不可能存在。音訊壓縮的核心問題是:在計算與位元率受限下,如何讓耳朵聽起來「幾乎一樣」甚至「一樣」?答案藏在我的大腦裡——心理聲學(psychoacoustics)。

本章先建立心理聲學的基礎:耳朵是一個非線性、有選擇性的頻譜分析器,響亮的聲音會「遮蔽」鄰近頻率上聽不見的細節。我們將介紹絕對聽覺門檻曲線、同時遮蔽與前後向遮蔽,並用簡化模型估計一段混合訊號中可以丟棄的部分。接著以 MP3 與 AAC 為例拆解感知編碼器的完整流水線:子帶/MDCT 分析、心理聲學模型、位元分配、量化與霍夫曼編碼,說明為什麼 128 kbps 的 MP3 可以聽起來近似 CD。最後談到現代編碼器 Opus 與 EVS:如何在即時通訊場景下以 6 kbps 得到可懂語音、在 128 kbps 得到全頻帶音樂,以及機器學習編碼器的最新發展。

理解壓縮,就理解了「聲音品質」與「頻寬成本」之間的交易價格表。