[07.18][转贴]音乐格式新宠儿MPC[知识介绍]

kingmax112

文章来源: 天极数码
原文作者: 李峰
转贴自：ogg.cn
前言：　
　　MusePaCk是由德国人Andree Buschmann开发的一种完全免费的高品质音频格式。在其问世之前，Lame MP3是公认音质最好的有损压缩方案，追求音质的人对它趋之若鹜。但现在这个桂冠无疑该让给MPC了，在中高码率下，MPC可以做到比MP3更好音质。在高码率下，MPC的高频要比MP3细腻不少，可以在节省大量空间的前提下获得最佳音质的音乐欣赏，是目前最适合用于音乐欣赏的有损编码。
　　希望通过本文的介绍，能有更多的人加入MPC的行列，尤其是那些追求音质的朋友。其实如果你没有MP3随身听，只是在自己的电脑上制作、播放音乐，完全可以弃MP3而转投MPC，因为后者在编码速度和音质上的表现绝对会让你彻底忘记MP3的！
一、 知识篇
1、MPC有哪些优点？
　　MusePaCk（.mpc）原先又被称为MPEGPlus（.mp+），是由德国人Andree Buschmann开发的一种完全免费的高品质音频格式（见图1）。在其问世之前，Lame MP3是公认音质最好的有损压缩方案，追求音质的人对它趋之若鹜。但现在这个桂冠无疑该让给MPC了，因为无论是频谱分析，还是对比试听，160Kbps码率以上的MPC表现绝对要好过MP3（指相同码率的两者而言），也好过任何其他的有损压缩格式。不仅仅是音质，MPC还有编码速度快的优点，经MPC现任负责人Frank Klemm改良后的1.14版编码器，在我的Duron 650上编码速度可以达到实时播放的5.5倍，比慢工出细活的LAME要快得多！
图1:

2、了解一些MPC的编码特点
　　MPC的编码方案是在MP2的基础上改进而来。它同样采用子带编码技术，但相比MP2，它所采用的心理声学模型要优秀得多，并加入了像ANS（Adaptive Noise Shaping）、CVD(ClearVoiceDetection)等技术，甚至改变了压缩时所用的Huffman（哈夫曼）编码，以得到更大的压缩率。另外，MPC采用的是可变码率进行编码。毫无疑问，可变码率的编码效率要高于固定码率，因为前者可以合理地分配数据量，在信号复杂（微弱）时提高（降低）比特率，在得到满意的效果又能确保不错的压缩率。为了保证高音质，MPC的瞬间最大码率甚至高达1.32Mbps，这已经快接近CD的1.41Mbps了！
注：
（1）什么是MP2？
　　MPEG-1音频标准定义了三种不同的压缩层次，即MPEG Audio Layer-1、MPEG Audio Layer-2、MPEG Audio Layer-3，分别简称MP1、MP2和MP3。层次越高压缩性能越好，但是编码的开销和译码的复杂度也随之增加。MP2均衡了性能和复杂度，它能在192～256Kbps的速率下实现CD级的音质。
（2）什么是子带编码（Subband Coding）？
　　子带编码是音频压缩方法的一种（其他还有时域编码、变换编码等）。它将输入的音频信号的频带分成若干个连续的频段，每个频带称为子带，然后针对各个子带中的音频信号采用不同的编码方案以降低码率。子带编码的算法复杂度较低，这使得MPC可以有很快的压缩速度，但也带来了它在低码率下表现不佳的先天缺陷。所以请不要把MPC用在低码率（像64Kbps、96Kbps）的场合，Ogg和MP3Pro才是这方面的高手！
3、MPC能取代MP3吗？
　　MP3自问世以来一直是压缩音频的霸主，欲革其命的“同志”前赴后继（像VQF、RM、WMA、MP3Pro等），但都无一成功，MPC的前景又如何呢？目前看来想让MPC取代MP3几乎是不可能的。尽管有音质上的优势，但作为个人研发的音频格式，MPC缺乏软硬件支持和市场推广，知名度较低。像Ogg、AAC都有随身听大厂的支持和推广，而目前据悉只有国内一家OEM公司研制出了支持MPC的随身听，该产品内置128MB闪存并支持SM卡扩充，信噪比高达100dB，近期应该就能上市。
　　眼下使用MPC的人还不多，主要是一些对音质要求较高的人。希望经过本文的介绍，能有更多的人加入MPC的行列，尤其是那些追求音质的朋友。其实如果你没有MP3随身听，只是在自己的电脑上制作、播放音乐，完全可以弃MP3而转投MPC，因为后者在编码速度和音质上的表现绝对会让你彻底忘记MP3的！
二、测试篇
　　如同我们熟悉的Lame编码器，MPC的编码器mppenc.exe也是一个DOS命令行程序，其基本参数格式为：mppenc [--可选参数] 。mppenc.exe的可选参数很多，但我们只要了解“quality x”和“xlevel”两个就足够了。“quality x”直接控制了MPC文件的压缩质量，“x”的值可以是0～10之间的任意数值，不过我们一般都取整数值，常用的有5、6、7等。数值越高得到的音质越好，但生成的MPC文件也越大，“x”的默认值是5。而“xlevel”参数则用来防止编码器出现内部削波（Clipping）错误，导致压缩品质的严重恶化。
注：
（1）什么是削波（Clipping）？
　　削波是一种形式的波形失真。当源信号的波形振幅超过程序所考虑的采样峰值时，超过的部分会被削除，这就被称为削波。
　　对于关键的x值，我们该选择哪个呢？为了让大家对不同quality值的编码效果有个直观上的认识，我进行了下面的一个测试：将一首安立奎（Enrique）演唱的《la chica de ayer》用不同的quality值压缩，再用Cool Edit Pro打开生成的MPC文件查看频谱。这样的做法虽然有些片面，因为对压缩质量的评价还应该结合实际的试听才对，但至少我们可以了解不同的x值对信号的保留程度。同时我也用Lame的三个常用参数压缩了MP3文件来进行对比。之所以采用这首歌是因为其信号非常饱满，尤其是高频信号，最高频率已经超过了20Khz，而有损压缩编码对高频信号的损失向来比较严重。
　　实验的结果如下:
实验的结果如下:

　显而易见，MPC的压缩效果相当令人满意。相近码率的MPC文件高频信号保留得明显比MP3好（对比频谱5和9及频谱3和8）,曾经代表最高压缩质量的Lame --alt-preset insane一下子就被quality 9的MPC给比下去了，而quality 10的MPC几乎就是原版CD拷贝！可以看到Lame对高频处理完全是一刀切，尽管它所切除的高频都在18Khz以上，人耳不易察觉，但是从编码质量上来说显然不及MPC优秀。至于x的选择，在一般的电脑音频设备上，quality 5压制的MPC已经能让人比较满意了；如果你的声卡和音箱比较优秀（比如笔者所使用的创新PCI 128和惠威M20W），可以采用quality 7，这个参数的压缩率和编码效果都很不错；至于更高的x值，可以推荐给那些发烧友吧！
三、制作篇
1、如何快速实现CD→MPC？
　　看到这里，热心的读者肯定迫不及待要自己动手制作MPC了：）抓取CD压制MPC，最简便的方法莫过于用EAC（Exact Audio Copy）外挂MPC编码器，实现CD→WAV→MPC的一条龙工作。（直接从WAV文件制作MPC可选用Musedrop工具。）运行EAC后，先进行一下设置：
　　点击“EAC→压缩选项”进入“压缩选项”窗口后切换到“外部压缩程序”选项卡（如图2），做如下修改：选中“使用外部压缩程序”；“参数使用方案”中选择“User Defined Encoder”；在“使用扩展名”中敲入“.mpc”；在“用于压缩程序所在路径”中选择mppenc.exe所在路径；在“追加的命令行选项”中填入“--quality 7 --xlevel --artist "a" --title "t" --album "g" --year "%y" --track "%n" --genre "%m" %s”；“比特率”的数值没有作用，不用管它；点中“压缩后删除WAV文件”和“使用CRC校验”，取消“添加ID3标签”。另外再切换到“Offset”选项卡，取消掉“编码和解码时使用偏移校正”。
图2：

　注：“追加的命令行选项”中当然还可以把“quality 7”改成其他数值，比如“quality 5”、“quality 6”，具体视你对音质的要求和CD源盘的品质而定；取消“添加ID3标签”是因为MPC有自己专门开发的APE V2标签，而中间的“--artist "%a"”格式的几个参数就是用来往APE V2标签里添加信息的；末尾的“%s”用来指定源文件，绝对不能少。 　　接下来就可以制作MPC了。放入一张CD，如果连上了Internet的话，可以先试一下点击工具栏上的“freedb”图标，EAC会访问的freedb到储存了CD信息的freedb，查找有没有这张CD的信息，填好CD的标签、艺术家和曲名（如图3），点左侧的MP3图标就行了！EAC会自动完成一系列工作：抓轨生成WAV→调用mppenc.exe编码MPC→删除WAV，我们只要等待片刻而已！
图3：

2、让制作的MPC更加完美
　
　喜欢收集音乐的朋友肯定有这样的体会，将四处弄来的MP3放在一起播放时音量会忽大忽小，需要不停地调整音量旋钮才行，很是麻烦！这都是由于CD录制的音量并不统一。为了解决这一问题，网上的音频爱好者们提出了ReplayGain（重放增益）这一概念。所谓ReplayGain，就是在音频文件头部写入一些数值，标注出该音频文件的音量与标准音量（83dB）的差值，从而在回放时通过播放器加以调节。不同于EAC（如图4）、CDEX等软件里有着类似作用的标准化（normalization）选项，ReplayGain不仅对音质是无损的，而且可以随时去除。
图4：

给MPC文件加上ReplayGain是非常容易。将一张CD压缩成MPC并保存在同一目录下，然后再拷贝MPC的解码程序mppdec.exe和ReplayGain执行程序replaygain.exe到该目录下。进入DOS界面并转到该目录，敲入“replaygain --auto *.mpc”命令，回车后ReplayGain便开始工作了。它先逐个计算每首歌的音量与标准音量的差值，再计算整张CD的平均音量与标准音量的差值（如图5），并将这两个值写入MPC文件头。前一个差值我们称为“Radio”（广播），若在播放时采用这个值会使所有的歌曲的音量都一样大；后一个称为“Audiophile”（高保真）的差值则会保留同一张CD中各首歌曲的音量差异，而将CD与CD之间的音量差异消除。具体采用哪个值要播放器中设置，一般我们使用Audiophile, 这样不同CD的歌曲放在一起播放就不会出现音量变化很大的问题了。另外，如果你嫌手动输入命令麻烦的话，可以试试MPC的前台程序MPC Batch Encoder（如图6），它可以很方便的帮你自动执行ReplayGain程序。
图5：

图6：

3、 MPC与MP3能相互转换吗？ 　
几乎大部分的音频格式都能相互转换，包括MPC和MP3，但是并不推荐这样做！因为两种有损压缩格式之间的转换意味着要丢失更多的信号，带来更大的失真。但有时却有将MPC转换成MP3的必要，特别是像我这种拿到CD碟都一股脑压成MPC的人。如果突然需要一个MP3版本（比如要转到MP3随身听上）又没有原碟时，就只能走转换这条路了。幸好，由于MPC的高音质，将其转换成MP3还是可行的，尤其是高码率的MPC。经过我的试验，发现如果是quality 6级别以上参数压缩的MPC文件，转换成的MP3效果还是不错的，无论从频谱分析还是实际试听来看，差距都不大。（请看频谱1，这是以quality 6压缩的MPC再按--alt-preset standard转换成了MP3，对比一下频谱2，你能看出明显的差别吗？）
频谱1：

频谱2：

要想方便地实现MPC－>MP3的转换，你得用批量转换器MpxChange（如图7）。它已经自带了MPC解码器和Lame编码器，运行后只需将要转换的MPC文件拖到下面的列表框，再点击右下方的“Transcode”按钮就OK了！不过我推荐大家先在“Encoder Options”框单击鼠标右键，将Lame编码参数更改为“--alt-preset standard”，这样能保证比较理想的效果。如果你的MPC是用“quality 10”参数压制的话，你甚至可以尝试一下“--alt-preset extreme”。
图7：

四、播放篇
1、那些软件可以播放MPC？
　　直接就能播放MPC的软件非常稀少，据我所知只有FooBar2000和JetAudio 5。此外还有一些软件可以通过外加解码插件支持MPC，像Winamp和QCD Player。相信很多人都希望能在Winamp上播放MPC，因为这个软件几乎每台电脑上都有！OK，下文就来介绍如何在Winamp上播放MPC。
2、如何在Winamp上播放MPC？
　　只要下载安装一下Winamp的MPC插件（注意你的Winamp版本，2.XX版和3.0对应的插件不同,这里以2.81版为例），就能用它来播放MPC了。不过为了得到满意的播放效果, 我们还得并对该插件进行一些设置。安装好插件后运行Winamp，按Ctrl＋P进入“参数设置”（如图8）。选择MPC插件后按“配置”进入配置窗口（如图9），做以下三个部分的设置：
图8：

图9：

　①　EQ（均衡器）设置。“Equalizing by”（采用哪个均衡器）一定要选中“MusePack”，因为Winamp内置的EQ高频部分丢失严重（尤其是16kHz以上的高音）。“Dynamic range”（动态范围）决定了EQ所能调整的动态范围，选择±6db比较合适。
　　②　ReplayGain（重放增益）设置。“Mode”下拉框中选择“ReplyGain album based”,这样插件就会按Audiophile的值来调整音量，不同CD间的音量差异得以解决。“HeadRoom”（头顶空间），用来避免声音的削波和过饱和,其数值表示了重放的最大音量可以比标准的83db大多少，在家庭听音环境下建议设为K-14，即最大音量为83+14＝97db。
　　③　Dither（抖动）设置。“Dither output”一定要选中，它在一些时候可以提升我们的音质。
注：什么是Dither（抖动）？
　　声音在从高比特向低比特转化时会造成量化失真，比如很多CD在制作时都是采用的24Bit，而我们回放时的采样大小只有16Bit。使用了Dither技术后，会在音频信号量化前中加入一些人耳不容易察觉的随机扰动的噪音，它能将0Hz－12KHz频率内的量化失真大幅减少，而把大部分的失真带到了12KHz以上的高频区域。由于人耳对高频是比较不敏感的，所以就达到了提高音质的作用。

ufo

又学一招，谢谢！

Andy

以前MP3PRO音质比MP3要好，可惜没能普及。估计这个也很难。