凌氏音响工作室

标题: 转关于播放器的软件解码，硬件解码方面的问题 [打印本页]

作者: 青竹戴雨 时间: 2015-10-22 11:38
标题: 转关于播放器的软件解码，硬件解码方面的问题
本帖最后由青竹戴雨于 2015-10-22 13:03 编辑

1。模拟信号的数字化：

模拟的音/视频信号在转换成高清晰的数字化信号后，原始的数据量非常大，1080P高清视频-HDTV的原始码率高达1Gbps=1000Mbps以上（HDTV是没有经过压缩，最原始的数字视频），高清视频为了能在有效的带宽内传输HDTV信号，必须采用压缩比很高的视频压缩算法，否则这么大的码流是没有办法传输的，因此HDTV采用各种压缩格式（MPEG-2，H.264等），压缩率可达30－50倍。由于解压缩的算法运算量极大，早些年受到CPU等各种硬件性能的影响，涉及大量运算的视频解码部分，就采用了独立的硬件解码单元实现，这就是人们常说的硬件解码了。但是现在的CPU的处理能力不断提高，HTPC都是采用CPU+播放软件来完成高清视频的解码。

再回过头来说高清音频，目前高清音频-即母带的原始码流最高为：24bit*192kHz*2声道=9216Kbps（数据量只有HDTV的1/100），现在嵌入式的CPU处理能力已经很强，并且支持浮点运算—浮点运算可以明显提高CPU对数字信号的处理性能和计算精度（FPU->Floating Point Unit,浮点运算单元—google一下就明白了）。

还有必要再去单独搞所谓的硬件解码吗？

理论上只要音乐文件本身的质量没有问题，不管是用PC hifi做播放器，还是软件解码，硬件解码，包括Ipod/Iphone等等，各种形式的数字播放器，只要在电源，时钟处理，PCB layout，器件选型，到整机测试等关键地方处理好了，都可以出很好的声音。

数字播放器把声音做好并不难，最难的地方其实是用户体验，操作的便利性方面，这方面目前所有的播放器都做得不够好，还有很大的提升空间，包括LINN等国外同类产品，如果与Ipod/Iphone等产品来比用户体验，就明白乔布斯的伟大之处，把产品做到及至。

续二：关于软件解码和硬件解码---相信真理是越辩越明的

音频格式 – WAVE

WAVE（*.WAV）是微软公司和IBM联合开发的一种声音文件格式，它符合PIFF--Resource Interchange File Format 文件规范，用于保存WINDOWS平台的音频信息资源，被WINDOWS平台及其它平台广泛的采用。“*.WAV”格式采用非常简单的编/解码(几乎直接存储来自模/数转换器—ADC的PCM数字信号，几乎就是最原始的裸数据，外面再套上一件衣服)。

WAV音频格式支持多种音频位数、采样频率和声道，标准格式的WAV文件和CD格式一样，也是44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数，看到了吧，WAV格式的声音文件质量和CD都是一样的，也是目前PC机上广为流行的声音文件格式，几乎所有的音频播放软件都“认识”WAV格式，因此很容易编写相应wav格式的解析代码—即大家常说的解码软件，并且因为这个解码软件太简单了，连最常见的MP3播放器也都可以解码WAV音频格式，只是MP3播放器的解码软件是固化在芯片里面罢了，这就是所谓的硬件解码。

理解了WAVE的音频格式，再说FLAC格式就好理解了，因为FLAC文件还原出来就是最原始的WAV文件，只是多了一次解压缩的处理（类似RAR文件的解压缩），这个过程并没有做解码处理，千万不要被误导了。

音频格式 –FLAC
FLAC即是Free Lossless Audio Codec的缩写，即无损音频压缩编码。FLAC是一套著名的自由音频压缩编码。FLAC与MP3相仿，都是音频压缩编码，但FLAC是无损压缩，也就是说音频以FLAC编码压缩后不会丢失任何信息，将FLAC文件还原为WAV文件后，与压缩前的WAV文件内容相同。这种压缩与ZIP的方式类似，但FLAC的压缩比率大于ZIP和RAR，因为FLAC是专门针对PCM音频的特点设计的压缩方式。而且可以使用播放器直接播放FLAC压缩的文件，就象通常播放你的MP3文件一样。但是FLAC将给你更大的压缩比率，因为FLAC是专门针对音频的特点设计的压缩方式，，相对APE格式CPU的资源消耗要小很多，并且是免费的，所有的源代码都以免费开放源代码的授权方式下可以得到。
这些都是在网上找的资料，不是我们瞎掰的哦，，其实Baidu一下就明白了，我们也只是现学现卖。
http://baike.baidu.com/view/1400940.htm
http://baike.baidu.com/view/132847.htm

了解了wav和flac格式，相信大家就知道软件解码和硬件解码的本质区别，核心都是一样的，现在的mp3播放器都可以播放wav和FLAC文件，都是硬件解码哦。

有一个很重要的事实可能很多人都不知道，现在的数字播放器在播放CD格式的文件之所没有CD机的声音好听，那是因为现在听到的音乐文件大部分是从CD上面抓轨而来的，已经有一些信息丢失了。
如果有机会听到原版的CD文件，你就明白了，我们对比过，至少与同档次的CD比，在解析力，声场，和动态方面绝对有明显的优势。
不过现在的数字播放器不管是在音质，还是在操控性方面都还有提高的空间，革命尚未成功，尔等还要努力。

作者: 青竹戴雨 时间: 2015-10-22 13:08
依然是转载："我为什么DIY数字音频播放器。兼谈HIFI数字音频播放器的标准。
最近在坛子里展示了一下我DIY的数字播放器。本来只是想交流娱乐一下而已，但是最近看了坛子里的一些帖子，我想有必要和烧友交流交流，避免烧友们被一些概念炒作所毒害。不妥之处请批评指正。
一．音质提升的根本途径：
看看我们现在的音响系统从净化电源、音源播放器、音频解码器、前后级功放、音箱到各类连接线材各分系统原理大同小异，如果没有理论创新，再提升的空间很小。那么如何提高音质目前最有效的办法是是什么？其实SACD给我们最好的答案：就是提高音频文件的采样率。至于SACD为什么没有普及，这个大家都清楚。勿容置疑高采样数字音频文件在音乐表现，声场定位等各方面都优于传统载体的音频文件。更不能听了几个高采样率翻录的黑胶文件就说高采样率文件不行。那是器材的问题，不是音频文件本身的问题。最直观的比喻就是高清视频文件了从VCD、DVD到蓝光DVD一个比一个清楚，一个比一个音响效果好，不管视频还是音频其实根本上都是提高采样率的结果。高采样音频文件的流行得益于计算机存储技术的发展。
二．数字音频文件现状：
由于音频载体发展历史及国内外发展的背景不同，在转化为音频数字文件后，在电脑中体现的格式繁多。但万变不离其宗。
按电脑文件格式主要分两类：
1.
音频数据格式：主要有WAV、WAVE、WV、WMA、APE、FLAC、DFF、MLP等。
2.
镜像格式:主要有CDA、ISO、NRG、MDS等。
按数据采样格式主要分两类：
1．
PCM音频数据：大部分音频数据都是此类如WAV、WAVE、WV、WMA、APE、FLAC等。
这里澄清一个事实：WAV、APE、FLAC文件只是文件编码计算方式的不同，同采样率文件理论上没有差别。听感差别应该是心理作用。这里可以做两个实验。一个在同采样率设置下，将一个WAV转成FLAC再转成APE再转回WAV文件。WAV文件大小没有变化。一个用WRAR软件分别压缩一个WAV、APE、FLAC文件，压缩结果和原格式文件大小比较。WAV压缩率大。APE、FLAC基本压缩不了。所以电脑网络传输多采用APE、FLAC格式。
2．
1bit音频数据：主要是SACD文件如DFF、MLP和SACD ISO.
虽着计算机存储技术的发展高采样音频文件走入了我们生活。数位上16bit逐步向24bit、32bit发展。采样频率由44.1khz、48khz向88.2、96khz、176.4khz、192khz发展甚至出现352.8khz和384khz音频文件。大家可以看出这些采样频率都是44.1khz和48khz的倍数。也就是说出现两个频率模数。也就说播放器时钟要有两个基准频率才能准确播放各采样率音频文件。
分析到这数字播放器应具备基本素质就应展现再大家面前：
1.
兼容能力强：能播放大部分主要音频格式文件。这要求播放器要有强大的数据处理能力和精准的输出。
2.
操控方便：人机界面简洁易于操作和信息显示。
3.
容量大:由于高采样率文件都很大，大硬盘是必须的。
4.
有升级空间：这里主要是兼容性升级。
三．播放数字音频的途径：
其实从CD开始，播放器的核心技术都是计算机数据处理技术。只不过表现形式不同罢了。
1.
数字音频播放器：
市售的音频播放器绝大部分和MP4一样采用ARM嵌入式微处理架构。有的只有数字输出，有的含解码器有模拟输出。其升级的固件就是操作软件和应用播放程序软件。优点功耗低、系统电磁干扰少信噪比高。兼容性不强升级困难。表面上看好像是处理器能力所限。但我分析主要是软件开发滞后、处理器内部指令集不完备软硬结合不好造成的。也就是处理器利用效率不高造成的。如果掌握了微处理器的核心技术、加大投入未来提升空间较大。
2.
Windows系统PC:
由于CPU处理能力越来越强，windows系统和播放软件有着强大的生命力！作为PC的CPU不断发展，内部有强大完备的多媒体指令集、windows系统不断完善通过ASIO、WASAPI技术解决了通道干扰问题，播放软件多选择性强。软硬件结合的非常好。这是目前其他架构所不具备的。兼容性非常好在解码器允许的条件下，通过软件升级能播放所有数字音频文件。缺点PC内部电磁干扰大，严重影响输出信噪比。是音质劣化的元凶。
这里讲讲一讲WinXP系统，有人知道我DIY音频播放器用WinXP系统，说总打补丁的系统不是好系统。这要你咋看了，WinXP系统所打的补丁绝大部是在网络环境下的安全补丁，如果播放器不连外网，不打那些补丁，系统也能良好运行，不存在任何问题。简化的WinXP系统占有资源少，作为单独播放器的操作系统非常优秀！
3.
苹果系统PC：
苹果系统人机界面华丽，但由于苹果系统对音乐版权的保护，不支持高采样文件播放。不太适合中国国情。其他优缺点和Windows系统PC相同。
4.
平板电脑：
平板电脑由于采用低功耗CPU，系统功耗低、电磁干扰较小，是良好的数字输出音源。但苹果系统由于版权的问题和安卓系统对音频播放器开发滞后使这两个系统采样率兼容行差。
那么什么是HIFI数字播放器，其实就是将上述播放器优点综合在一起就是HIFI播放器。
四．HIFI播放器易混淆的概念：
高配置的播放器就是HIFI播放器吗？回答是否定的!如同人的脸，大家都有一个经验。如果说这个人脸型好看，眉毛、眼、鼻子、嘴和耳朵样样好看，这个人一定不耐看。因为这些好看的元素放在一起不一定和谐。反观如果一个人只有一两个面部器官好看，和其他面部器官搭配的很和谐，这个人一定耐看！所以好的配置堆在一起，不经过认真的调教是出本来好声的，更谈不上HIFI播放器！！！曾经有一款MP3播放器就是这样，广告上号称N核，引领新潮流，输出核心是双DA芯片。结果咋样上市不久就淹没在历史的海洋中。所以炒作概念，不如踏实把精力放在产品研发，产品调教上。中国有句俗话酒香不怕巷子深！
下面给大家澄清几个关于播放器概念：
1.
软硬解之分：其实都是“人解”。都是处理芯片按照人编写的程序指令工作。现在的技术水平不存在差异！音质好坏和程序指令有关，和程序运行的载体无关。倒是软解扩展性更强，更方便升级！foobar2000一个几百k的插件就解决了兼容SACD播放的问题。再如高清视频文件，现在流行10bit文件，原来的硬解显卡都不支持了，还是软解好用。
2.
双时钟单时钟之分：双时钟只是解决兼容播放两种模数音频采样文件的途径，不是最终结果。以前很多HIFI声卡都采用。现在都不提了。什么是关键呢？让音频流按其时钟频率同步输出才是关键。再精确的时钟做不到同步也是无用。不看广告，看疗效。
3.
解码器单双DA转换芯片之分：左右声道各用一块芯片进行数模转换，主要目的是提高信噪比。使输出模拟信号更纯净。但现在高级的DA转换芯片信噪比都在120dB以上，资料显示双DA芯片也就比单DA芯片提高几个dB，这在整个音响系统中提升更是微不足道的。所以费效比不高。
4.
未来的提升空间在哪：目前来讲1bit音频数据流从理论上更保真，但支持的解码器寥寥无几。大家都走PCM音频数据流解码器一根独木桥。现在1bit的文件越来越多。为何不独辟蹊径？
五．我的DIY播放器：
说了这么多谈谈我的宝贝。分细这么多我认为目前数字音频播放器还在起步阶段，市面上的数字音频播放器多存在这样那样的问题。还不是一个完备的产品不应急于推广，应该大家坐下来先制定规范才是正途。作为过渡，利用现有技术手段就诞生了我的DIY播放器。作为自娱自乐。综合了目前所有播放器的优点。效果很好！期间许多烧友提出许多宝贵意见，深表感谢！其中将开关电源变为线性电源的提议正在实施，不久向大家汇报。＂

作者: liugp 时间: 2015-10-27 13:48
好文章啊

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