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Hi-Res一文讲清(顺便说下做到20KHz以上是否有用)

Hi-Res一文讲清(顺便说下做到20KHz以上是否有用) 声学楼论坛
2025-04-22
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导读:原创 李胜波 李胜波讲堂 2025年04月22日 11:59 广东从20几年前的VCD、DVD、蓝光到如今的4

20几年前的VCDDVD、蓝光到如今的4K8K等等,数字高清视频技术的出现极大地改善了我们的观影体验。很自然地就有人想,我音频方面能不能也弄高清呢?如果可以,能不能也同样给用户带来美好的感受呢?

有人不光这么想,也这么干了。2014年,索尼提出了一个与音频/音质相关的认证“标准”,也就是Hi-Res Audio(简称Hi-Res)。索尼接着又拉来了日本的几个协会(JAS和CEA)给他站台,推出了Hi-Res认证标准,这就是大家熟悉的小金标。请注意这个Hi-Res不是技术标准,只是认证的标准。啥意思呢?就是说只要能达到他们提出的性能要求,不管你使用了什么技术,也无论是音箱还是耳机,甚至是播放器,甚至音源(就是你听的那个曲子),都可以去申请这个认证。

那么带有这个标志的产品音质一定有改善吗?这个问题的回答有点复杂,容我慢慢道来。

Hi-Res是英文Hi Resolution的简写,就是高分辨率高清晰的意思。如何让音频达到高清晰呢?借鉴前面说的视频的演化,其实就是信号传输带宽越来越大的过程。自然而然的,他们就想到,把音频的带宽也拓宽就行了呗。那往低里拓行不行呢?不妥,因为那样的话对于音箱产品来说需要很大的尺寸,或者加大电功率,适用范围变小(他们收钱范围也就少了),所以只能往高频拓,可现在大多音响产品都能轻松到20KHz这个人类听觉上限了呀?但是要收钱,看起来也只能这样做,毕竟有人还是相信达到20KHz以上的带宽,音质是能够改善的,或者起码也没什么坏处吧。于是Hi-Res的标准就定在了40KHz这个高频下限上,也就是说,要获得Hi-Res这个小金标,你的音响系统的高频至少能够延伸到40KHz。我们知道,一套有线连接的扬声器系统,从音源开始,经过播放器、处理器、功率放大器到喇叭,这个链条上的每个环节都需要过40KHz,最终才能出来40KHz

为什么定在40KHz而不是50KHz或者其它什么频率呢?首先,40=20X2,简单好记;第二,采样频率的有96KHz这个标准,按照采样理论,其一半大概就是40K。再高了理论上可以,但是技术难度和成本都增大,他们还是收钱又受到限制了。

请注意hi-Res发布2014年这个时间点,这个时候蓝牙音箱刚刚开始发飙,蓝牙耳机也刚刚开始流行。由于性能标准制定的滞后性,这个Hi-Res的要求主要还是针对有线音响产品的,无线的认证标准还没来得及发布。但是很快蓝牙、WiFi等无线音响产品开始席卷市场,日本方面一看我草我快没生意做了,赶紧与时俱进,在2018年针对无线传输格式推出了新的认证,叫Hi-Res Wireless,他与Hi-Res的主要区别,最重要的就是在无线传输编解码这边需要能传输96KHz 24Bit的数据,如LDACLHDCLC3plus等等(注意的是,国内搞的一些高清蓝牙标准如L2HC即使能传输高清,日本人也不给打Hi-Res,因为他们在推自己的无线编解码标准,搞自己的小圈子)。声音传过去了以后,后面的放大、喇叭能不能出40KHzHi-Res Wireless就不管了,那是Hi-Res的事情。所以呀,你真要用无线耳机或者音箱听40KHz以上的产品,这两个标都要有哇。

Hi-Res Wireless是日本人搞的,这个认证的钱当然是给了日本人,但是中国人希望肉烂在锅里,于是就在2022年也推出了相对应的标准,叫HWA认证,全称Hi-Res Wireless Audio,也是完全对标,这个标长的是这样的,

我们可以看到它几乎是HiRes Wireless的翻版。这个认证标准的起源是华为(HUAWEI),后来也是联合了国内很多单位去发布。只是可惜这个HWA很容易让人连续到HuaWei Audio,所有遭到了一些友商的抵制,所以推广起来不太顺利,目前只有华为一家玩这个标。哎,聪明反被聪明误。

你以为这就完了吗?无线传输的是音乐呀,如果你音源不到40KHz也没卵用呀,于是呢,有人又对音源打起了主意。QQ音乐·臻品音质认证是由QQ音乐联合其它几家机构搞的认证标准,他们除了对96KHz、24bit以上的音源标明“臻品认证”以外,也给耳机、音箱等等硬件做类似的认证,而且他们对所有的无线高清编解码都认可。这样市面上除了Hi-ResHi-Res Wireless,也有HWAQQ的臻品音质认证了。共同点是他们相信消费者会对超过20KHz以上的音频音乐和硬件有感知且更喜欢。

现在的问题就是,这个40KHz带宽跟之前20KHz带宽的声音相比是不是会变好?先给大家说结论:有人论证过,如果在电路环节,40KHz可能比到20KHz的音质更差,因为会引入调制失真和低次谐波失真等。但总的来说,这拓宽的高频在音质方面没啥大坏处,至于好处嘛,比大多数人以为的要小得多。

首先大家都知道人类听不到20KHz以上的音频,人类听不到2Hz以上的音频是个实验结论,但很多人就不信这个邪,老觉得自己的耳朵比别人好。我们要是说人能听到5,那马上说自己能听到10万。总而言之,你说个任何数字,他就给你乘上2

从音源上来看,各种编码的高清音乐很早就出现了,他们至少是96kHz/24bit格式,如果是同样的录音,这样格式的是与普通的44KHz/16bit的音乐没有人能听出区别。很多人说高清音源好听一些,除了心理上的影响外,很多是因为录音材料本身就不同(高清音乐素材大多精心录制或者挑选),或者做了特殊后处理导致(对过去的音源不断做加工是个常态工种)。

接着是高清播放器,其作用是可以解码不同编码格式的高清音乐再通过DAC后放大给音箱或者耳机。这个DAC当然至少输出40KHz以上的频响。实际上人类也听不出区别,我们之前有提过这个话题,有的厂家为了让人听出区别,故意给高清音乐做了特殊EQ处理。功率放大器也是同理,超过20KHz以上的带宽也没有意义。

以上各个环节可以通过施加一个低通滤波器证明,很简单。若有人能稳定地听出区别,可以跟我联系,若能通过我的测试,我自费请他吃一顿大餐,完事后包个1万元红包。我还得感谢你,因为你就是黑天鹅,证实给全世界你能听到超声波。我们去年做了有损MP3与无损WAV的双盲比较,结果表明压缩了7倍以下的MP3没人能听得出来。你真能听出音乐mp3压缩前后的区别吗-“中振永磁”杯听音比赛总结

但是最后的喇叭这一个环节有点复杂,因为这个喇叭是没有办法简单地施加低通处理的,一个高频到2Hz的喇叭和一个到4hz的喇叭用的材质都不一样,这样频响指向性、失真一定是不同的,但是也只能说明他们声音会不一样,很难讲哪个好。

其实呢,你买的音响到40KHz很难的。对于音箱来说,前面都会有一个网罩,对于超声波的衰减非常强烈。有人问那怎么过了Hi-Res测试的呢?我跟你说个悄悄话信不-送检的样品往往是把网罩脱掉测试的。这个认证是收费的(每年上万美金),他们检测机构想着法子让你过这个测试,过不了就收不到钱了不是?耳机就更不用说了,都是在仿真耳上测试的,成品的高频早就衰减完了,从频响上根本看不出来。给你看一条典型的耳机频响曲线如下。也就是说,你买的号称Hires的音响大多根本就到不了40KHz

有人说好像我听hires的音箱或者耳机高频都要明亮一些,是的,这样做就是商家为了突出其不同。要做到音质亮一点其实挺简单的,大多数只是在10KHz以上的那段做一下提升而已,比如用高频多的喇叭,或者用EQ拉一下。你看那依然是20KHz以内的音频范围

公元2000年的时候,有日本人写了“Inaudible High-Frequency Sounds Affect Brain Activity: Hypersonic Effect”的文章,说是把超声部分滤除前后测脑电波可以看出明显区别,听起来有超声的也愉悦。我表示怀疑。

理想很丰满,现实却很骨感。

内容来源:李胜波讲堂

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“声学楼”创办于2005年,致力于促进声学领域技术交流与应用。历经多年发展,声学楼已从一个单纯声学工程师交流平台,成长为音频企业上下游多方参与音频技术专业论坛之一,每年还通过举办技术研讨会、年会等活动,搭建起与会的行业供需双方沟通的桥梁。
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