频谱分析

频谱分析是以可视的方式展现音频文件的数据。每个音调都有其特定的频率:低音频率低,高音频率高。所有的这些频率都会被展现在频谱图(简称「spectral」)上,其纵轴是频率,横轴是曲目时长。频率以赫兹(Hz)和千赫兹(kHz)为单位。人类的听力范围大约是从 20 Hz ~ 20 kHz。

由于频谱图展示了文件的所有数据,因而它是你判断音频是否劣质转码的好帮手。每个文件都有一个相对标准的截止频率。

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CD/无损

零售 CD 中的歌曲以及无损歌曲,其频率应全程冲到 22 kHz。由于无损格式之间的转码保留了所有的数据,FLAC、WAV(PCM)、ALAC 等的频谱看起来应是完全相同的。

不过,不同的流派的频谱看起来不尽相同。上例是一首流行歌曲,所以多数频率表现都很明亮。但古典钢琴曲的视觉表现:

看起来差好多,是吧?但它仍然是无损的频谱!注意「白噪音」(紫光)仍然延伸到 22 kHz,即使它们没能派上用场。

MP3

不同类型的 MP3 具有不同的截断频率(frequency cut-off)。MP3 也倾向于在 16 kHz 处带有一个 “隔断(shelf)”(你可以在频谱图上看到)。

MP3 320kbps (CBR) 的频率截断在 20.5 kHz。

MP3 256kbps (CBR) 的频率截断在 20 kHz。

MP3 V0 的频率截断在 19.5 kHz。

MP3 192kbps (CBR) 的频率截断在 19 kHz。

MP3 V2 的频率截断在 18.5 kHz。

MP3 128kbps (CBR) 的频率截断在 16 kHz。

劣质转码

在尝试判别劣质转码时频谱是怎样发挥作用的?比方说你从一个博主处下载了一首 FLAC 格式的歌。鉴定它是真无损而非劣质转码文件的唯一办法就是查看它的频谱。(像 AudioIdentifier 这样的程序在检测劣质转码时并不可靠。)

举个例子,如下的频谱来自一个 FLAC 文件:文件扩展名是 .flac,大小 21.8 MB,且听起来没啥毛病。

但是……哇哦,它看起来像是正常的 FLAC 频谱应有的样子吗?显然不是嘛!这个文件是从 MP3 192kbps (CBR) 转码成 FLAC 的。它是有损到无损的转码,即劣质转码。

程序

对于频谱分析,我们推荐 Adobe Audition (Windows 或 macOS)、Audacity (Windows、macOS、Linux) 或 SoX (Windows、macOS、Linux — 仅命令行) 中的任意一者。以上示例中的频谱图是使用 Adobe Audition CS 6 制作的。

虽然说你应当使用频谱分析来判断一个文件是否劣质转码,但你首先需要采用另一类软件来查看文件的比特率或编码预设。要达到这个目的,我们推荐 Windows 用户使用 Audio IdentifierdbPowerAmp,macOS 用户使用 dnuosMediaInfo