DSD解码浅析 原来高清音频如此美好

　　随着索尼Hi-ResAudio提出以及支持DSD解码播放设备的发布，沉寂多年的DSD成为了音频爱好者的热议与追捧，同时它又成为了众多音频厂商宣传的重点。不过，对于普通用户来说，他们对DSD是什么都不清楚，DSD与普通音频格式有何区别，有没有必要购买支持硬解码的设备，现在我们就带着这项问题来了解强大的DSD编码。

　　1.绕不开的PCM

　　在了解DSD之前，我们需要弄清楚现阶段使用广泛的PCM编码，常见的WAV音频格式以及aiff音频格式都是用于封装PCM音频的。PCM（Pulse-codemodulation）脉冲编码调制，是一种音频模拟信号的数字化方法。

　　音频信号其实是一种模拟信号，日常使用的PC则是数字化设备，内部采用存储的是数字信号，因此在PC这些数字设备当中播放音频就必须先将音频进行数字化的存储，PCM则可以看作是这样的一个解决方法，它可以将音频模拟信号转化成数字信号。在实际应用中脉冲编码调制肯定不会是那么简单的，通常是由专门的芯片来完成的，这就是模数转换器。

　　当然我们得到了这些数字化的音频信号后并不能简单地将其存储在CD或是硬盘当中，为了在播放时能够识别不同规格的PCM还需要为其添加一定的标识或是进行分割，因此我们就将PCM封装成了WAV或是aiff格式，当然直接用虚拟信号采样得到的PCM体积比较庞大，通常还会对PCM进行压缩，类似于ape、flac就是PCM经过无损编码压缩后的结果，而最普通的mp3、aac则是经过了有损压缩。

　　经过压缩后的PCM在体积上会有不少优势，但播放时需要先将压缩数据解压还原成PCM才能通过DAC芯片解码成模拟音频信号供信号放大器使用。压缩音频编码成PCM的过程中并不涉及数字和模拟信号的转换，一般通过CPU即可完成，而PCM还原成模拟信号则需要DAC才可完成，目前较高规格的PCM可以达到32bit/192kHz，而大多数声卡当中DAC只支持24bit/192kHz的规格，因此播放时还需通过CPU对高规格的PCM进行向下采样。

　　2DSD的优势

　　现在来看看DSD（DirectStream Digital），它是属于索尼和飞利浦的专利技术，DSD与最常见的音频编码格式最大的区别就是它是基于PDM（pulse-densitymodulation）脉冲密度调制实现，但它又完全有别于PCM的音频。PDM是通过密度来表示模拟音频信号的，PDM每次采样的精度都是1bit，因此通过PDM调制的音频信号并不能通过现有的基于PCM的DAC进行解调。

　　目前DSD拥有四种不同的采样率：2.8224MHz(64Fs)、5.6448MHz(128Fs)、11.2MHz（256Fs）和22.5792MHz（512Fs）。DSD使用得最多的场合是SuperAudio CD(SACD)，这也是目前绝大多数DSD音频的来源，在SACD当中采用的是采样率2.8224MHz的DSD。如果将SACD和CD的参数进行对比的话，可以看到SACD最大的优势是在于对6声道音频的支持以及拥有更高的响应频率，SACD当中的DSD达到了5645Kbps，而普通的CD则是1411Kbps，理论上来说DSD记录了比PCM更多的数据，解调成模拟音频信号时能够带来更小的失真。如果采用22.5792MHz的DSD的话每秒比特率则会翻倍至45160Kbps，这数据量是PCM远不能达到的。较大的比特率可以带来更加丰富的声音细节，这点对于发烧友和一般大众都是非常有用的。

　　DSD为何只流传在小众人群

　　从1996年推出至今已有20年的时间了，这种优于PCM的编码很少被大众所熟知，更别说普及了，就目前的情况来说，DSD要想完全普及可能还有很长一段路要走，在长时间内它只能作为音频发烧友的私有物。

　　DSD音频在现阶段并不符合广大消费者购买音乐服务的习惯。想要获得DSD编码音频，目前只能购买SACD或者通过音频资源论坛下载SACD-R（破解后的SACD）。而更大的问题则是支持DSD解码的设备太少，大多数情况下只能先将DSD转换成PCM再进行播放，无法体验到DSD的优势，并且支持DSD的软件也相当稀少，强大的Foobar都需要安装插件，并且过程略微麻烦。

　　相对于PCM来说DSD确实是能够记录更多的音频数据，理论上在还原时也能做到更多的细节，但由于缺少硬件、软件的支持使得目前DSD无法被普及，即使你拥有了原生支持DSD的DAC，但因为SACD发行量很少，导致买不到你想要的音乐。因此建议不必购入原生支持DSD设备，因为它绝大部分时间都是在吃灰。

　　3通过插件实现PC播放SACD

　　2011年10月，PS3黑客组织破解了SACD音乐光盘的加密方式，这样就可以从SACD光盘中读取相关的数据文件，并可以保存在电脑系统中，或者制作成ISO光盘映像文件。它可以通过Foobar2000配合SACD播放插件工作，甚至可以自己刻录光盘在SACD机上播放，这就是大家所说的SACD-R，就是SACDRip。显然，这是一个盗版的行为，不过利用破解后的SACD-R，我们可以体验到高清音频格式带来更高品质的音乐（如果遇到自己喜欢的音乐，尽量支持正版）。

　　想要利用Foobar2000播放SACD-R，是DXD到DSD的一个逆过程。目前来看，虽然Foobar2000的插件已经支持DSD输出，但普通硬件是无法实现DSD模式下播放的。而我们播放SACD-R，是需要将它以24bit，44.1/88.2/176.4/352.8kHz等四种采样率形式进行重采样播放还原的。首先需要下载Foobar2000的SACD播放插件，它与大多数Foobar2000的插件一样，只要把解压后的文件都放到Foobar2000安装目录下的components中即可。

　　打开Foobar2000的设置菜单，看到SACD字样相关选项。其中可以看到44.1/88.2/176.4/352.8kHz四种采样率的选择。菜单中还有关于双声道和多声道的选择，在使用两声道播放时，这里可以不做指定就可以正常播放。只要把下载好的SACD-R的ISO文件，直接用Foobar2000打开即可，不需要使用虚拟光驱软件加载这个ISO镜像。打开后，ISO文件内置自动分轨的管理，这样就可以进行播放了。从我们使用的这张专辑来看，一张108分钟左右的6声道SACD，文件数据大概在1.3GB。

　　播放时可以以设置中对应采样率进行播放，哪怕你的声卡仅仅支持44.1kHz也可以完成播放，如果使用支持352.8kHz的声卡，就可以该规格实现模拟输出。我们不但可以用Foobar2000进行播放，还可以将它转换为普通的WAV格式文件，即24bit/352.8kHz的文件，但占用的数据空间将扩大数倍。一首4分钟不到的音乐，文件为450MB左右。

　　SACD-R的破解给了我们体验SACD的机会，但目前虽然可以在电脑上播放，但大多数情况下仍然使用SRC的方式，虽然这种SRC的算法水平已经很高，实际听感上与APE、FLAC相比有较大提升，但仍然没有实现DSD播放。

　　|TIPS|

　　题外话

　　在发布SACD后，SONY和Philips对SACD进行了DXD（Digitale Xtreme Definition）的扩充，它不再是DSD的1bit方式记录数据，而是传统的高采样精度+频率的方法，在5.1声道下每声道可达到24bit/352.8kHz的规格，即8倍于44.1kHz的采样率，这样就达到了8.4672Mbits的带宽，是DSD642.8224Mbits3倍以上。在DXD规范中明确表示，DXD规格是优于DSD的。

　　4让便携式播放设备完美解码DSD

　　网络上的SACD-R文件以及安装插件的Foobar让我们体验到高清音频，但是这种模拟的播放方式并不是完美的。其实现在绝大多数的纯音播放器在更新固件后都支持DSDIFF文件的播放，但是我们如何将通过网络下载的SACD-R文件转换为DSDIFF文件呢？就连安装了插件的Foobar都只能将其转换为WAV。这时，我们就需要Audio Mate这款专业的软件来提取DSDIFF文件。

　　下载并解压Audio Mate，双击运行SETUP.bat，然后按照提示选择语言种类以及安装目录，完成安装后，退出程序即可。这时我们找到下载的SACD-R文件，在右键菜单中依次点击“EXTRACTDSDIFF”项，随后系统会弹出新菜单窗口，此时我们只需进入“Track”选项，选择“DivideMulti-Track”，再关闭这个菜单窗口，此时AudioMate便可执行SACD-R提取DSDIFF文件的操作了。

　　文/王韧

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