乐说音响 | 解码器的“升频”功能确能提升音质
乐说音响
解码器的“升频”功能功能
确实可以提升音质
撰文 / 乐迪
目前，相当一部分进口和国产的音频解码器有“升频”功能，可以把较低取样频率和量化位的数码声源，“升级”到较高的取样频率和比特位。
比如CD唱片，它的取样频率是44.1kHz，量化率是16比特（实际是14比特，还有2位写文字说明、歌词、纠错信息等）。通过解码器的升频功能，可以提升到88.2kHz和178.4kHz的取样频率，因为数据量变大，量化率相应升级到24比特。
解码器“升频”技术前两年刚刚出现时，网上议论很多，大多嗤之以鼻，认为这不会实际提升音质，不就是将半升水放进一个1升的桶里晃荡吗？水还是这些，实际采录的信息量没有变多，最多是一种放大镜效应，基本是个噱头。
这个理解其实是误解，升频功能利用的“插值计算”原理，是增加信息量的，它确实是将半升水增加到了1升，不是空晃荡。
计算机的“插值计算”是在离散数据的基础上补插连续函数，通过函数在有限个点处的取值状况，估算出函数在其他点处的近似值，从而产生新的数据。
这话可能不好理解，举个例子吧。某男人给的一张照片上只有他和他女儿两人，我们根据科学和社会关系的常态，可以推算出还应该有个妈妈，根据照片上两人的年龄和相貌，我们可以估测出这个妈妈的大致年龄和外貌，然后我们在照片的某个位置加上这个“估算”出来的妈妈。这就是通过插值计算添加的新信息，这个信息是近似值，而不是原值。
插值计算这个方法有很多用处，在大数据演算上被广泛运用，比如社会抽样调查中、气象和天文学的演算等等。生活中我们常见的是数码图像制作，一张1000万像素的照片，印大幅海报精度是不够的，通过插值计算，可以升级成10亿像素的照片，这样的精度就可以印刷大幅面的东西了。我们现在在网上还看到了一些4K的彩色老电影，原先的老片不仅是黑白的，像素也很低，都是通过插值运算变成彩色高清电影的。有人也看出来，这些重新加工的高清老片，色彩层次不太丰富、形象不怎么生动、画面总体不鲜活。这就是插值计算的局限性，因为算法技术的高低，和计算工具的操作能力，插值计算得到的数据，质量是有高低的，质量低的就会觉得失真。
话题回到声音的插值计算上，声音是个特别麻烦的事，包含的细节太多，音色、音高、方位、谐波（泛音）、动态等等，要算得精准完美是很困难的。我原先因此也不太相信解码器的“升频”技术，早先我听到的一些美国解码器，也确实没有给我好的印象，升频后声音变得呆板，动态变窄，加上音色的串扰，砸吧砸吧，觉得还不如不升频真实。
这几年听多了高取样方式的数码录音，耳朵越来越挑剔，对CD唱片这种低取样的录音资源越来越不感兴趣。这也是眼下所谓的“黑胶复兴”说某种喊话的借口，黑胶是模拟录音制品，细节多一点，比低取样的CD有那么点优势，也就是这点优势而已。
CD执行早期数码录音标准，是低取样录音产品
时间过了两三年，解码器的“升频”技术有了飞速发展，前几天又听了一些样机，耳目一新，觉得不同凡响。从听感上来说，44.1kHz的CD唱片，升频到88.2kHz后，声音的厚度和力度都有显著增加，频响有所拓宽，特别是低频的魅力非常诱人，总体甩黑胶音质很远。但不同的解码器表现有所不同，质量差距也是显著的。并不是贵的解码器升频效果就一定好，也不是进口的产品就一定好。这里面插值的算法各有不同，配套的滤波器设计也有高下，呈现的效果明显不一样。
一位工程师给我解释，升频后的声音在听感上会舒服很多，比如在最高和最低频两端的跌落不那么陡直了。像44.1kHz取样的CD唱片，60Hz-18kHz以外的频段呈陡直暴跌曲线，升频到88.2kHz/24比特后，平直曲线范围自30Hz至30kHz，并且不是陡直暴跌的态势，所以低频更深沉有力，高频变得圆润纤细，定位也出奇的精准。
此外，CD唱片升频后会将量化噪声推向更高端，远离20kHz可听阈的范围，后面的滤波器也会简化好做许多。
当然，升频后插值的数据不是现场拾音数据，音色失真是肯定存在的，但如果我们不在拾音现场，不知道原声，没有比较，这样的音色失真也无大碍。这位工程师认为，相对于“难听”来说，牺牲一点失真度，还是划算的。
在使用解码器升频功能时，我的经验有两点。
第一，只能升成整倍数的频率，比如44.1kHz只能升级到88.2kHz和178.4kHz，不能升成96kHz和192kHz，后者是给48kHz的原频使用的，也即AC97录音标准的频程。不按整数倍频升频，将会产生显著的数码失真和噪声。
第二，并不是取样频率升得越高越好，比如CD，升至88.2kHz时声音最好，升到178.4kHz反而声音不好听了，失真明显加大，动态反而减缩。而48kHz的原声，升至96kHz时的质量也是最好的。早期美国羚羊解码器，统一升频到192kHz，声音并不好，也不是CD格式的整数倍频升级。
实际上，按照目前的拾音技术和音频回放条件，96kHz的取样频率已是数码录音的实用极限，192kHz是根本用不上的，是资源严重浪费、是矫情，很多录音师都这么认为。
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