Âm Thanh số

Âm Thanh số là gì ?
Âm thanh được ghi trên đĩa CD và định dạng file âm thanh WAV được sử dụng chuẩn
định dạng pulse-code modulation (PCM) (tạm dịch là điều biến nhịp, nghĩa là trong
analog ta thấy 1 tần số sine diễn tả âm thanh, nhưng trong kĩ thuật số ta không thể có
sóng sine mà người ta sử dụng những "nhịp đập" cao thấp khác nhau 1 cách liên tục để
diễn tả cần đúng nhất hình dạng sóng sine") . Đây là những tín hiệu âm thanh gốc và
hoàn toàn không được nén.
Theo chuẩn PCM, mỗi giây âm thanh được lấy mẫu với tần số lấy mẫu 44.1KHz, và mỗi
mẫu được diễn tả bởi 16 bit dữ liệu. Có nghĩa là trong 1 phút nhạc/âm thanh ta có:
44100 đợt lấy mẫu
X 2 kênh trái phải
X 2 bytes (16 bit = 2 bytes)
X 60 giây
= 10.584.000 bytes
= 10.1 Mb
Như ta đã biết, 1 CD thường có dung lượng là 750Mb, hoặc lưu được 74 phút nhạc, vì
thế nếu bạn nhân con số 10Mb của mỗi phút nhạc cho 74 bạn sẽ thấy rõ tại sao CD nó
lại như vậy :)
Như vậy tóm lại, 1 giây của âm thanh gốc sẽ có bitrate là 1411kbps <- xin bạn chú ý số
này
MP3,WMA,... - lossy compression (nén mất dự liệu) - Angel
or Devil ?
Với sự phát triển của PC và internet, nhu cầu chia sẻ thông tin và nhạc càng ngày càng
đc đòi hỏi cao. Nhưng người ta không thể nào gửi cả album nhạc đến 700Mb qua
internet với tốc độ èo uột 56kps thời đấy đuoc. Do đó các nhóm nghiên cứu, các tổ
chức, và nhiều công ty khác nhau đã cố gắng tìm ra những định dạng âm thanh mới sử
dụng những thuật toán riêng để nhằm giảm bớit dung lượng dữ liệu cần đề diễn tả âm
thanh gốc cùng lúc đó cố gắng giữ cho âm thanh gần với âm thanh gốc nhất.
Có rất nhiều định dạng khác nhau đã ra đời như mp3, wma, aac, ogg, mpc, atrac, ...
Chúng hoạt động gần giống nhau nhưng mỗi định dạng có 1 thuật toán khác nhau để
xác định xem giữ lại mẫu âm thanh nào, bỏ mẫu âm thanh nào , hoặc điều chỉnh mẫu

âm thanh thế nào. Thế thì tại sao lại có thể bỏ, hoặc giữ ? Vì theo lí thuyết tai con
người sẽ rất khó nhận ra sự hiện diện của 1 tần số âm thanh nhất định nào đó (có thể là
quá 20Khz). Việc bỏ đi 1 phần dữ liệu âm thanh này giúp cho các định dạng âm thanh
mất dự liệu như Mp3 có thể giảm dữ liệu cần thiết để diễn tả 1 lần lấy mẫu (sẽ ít hơn rất
nhiều so với 16bit cho 44100 lần 1 giây như của âm thanh gốc).
Ngoài ra các định dạng âm thanh này còn tạo ra những âm thanh giả nhằm đắp vào
những phần nó đã loại bỏ, điều này là thực sự không thể chấp nhận đc, nó tạo ra những
âm thanh ta hay gọi là "éo éo" hoặc vang hoặc méo hẳn so với âm chuẩn, đ/v những file
đc nén với bitrate càng thấp thì hiện tượng này xảy ra càng nhiều (ví dụ điển hình nhất: bạn hãy
nghe thử 1 đoạn khán giả vỗ tay của 1 file mp3 và 1 track trong CD gốc hoặc 1 file nén không mất dữ liệu (lossless)
sẽ ngay lập tức nhận ra. Vì sao tiếng vỗ tay lại gây ra nhiều vấn đề như vậy ? Bởi vì tiếng vỗ tay là 1 âm thanh hỗn
hợp ngẫu nhiên, nếu trong âm thanh chuẩn gốc nó sẽ đc diễn ta đầy đủ, thế nhưng với âm thanh nén, định dạng nén
buộc phải "ép" bitrate của mình vào khoảng cho phép do đó nó tạo ra những âm thanh vỗ tay đều đều nhau rất ít sự
khác biệt hoặc bị hiệu ứng vang).
Chúng ta thường thấy rằng Mp3 hay được nén với bitrate là 128, hoặc 192, hoac 320
kilobit 1 giây (kbps) . Bạn có thể nhận thấy rằng nó chỉ bằng 1/10 so với biterate của
WAV (1411kbps) đó là lí do tại sao 1 phút nhạc mp3 128kbps chỉ tốn khoảng 1Mb.
Đúng là trong 1 số trường hợp nhất định, hoặc 1 dạng âm thanh/nhạc nào đó, sẽ rất khó
phân biệt sự khác nhau giữa âm thanh gốc và mp3. Bên cạnh đó các thuật toán nén của
các định nhạc mất dữ liệu đã được cải thiện rất nhiều. Thế nhưng không có gì hoàn hảo,
và chắc chắn cái gì đã mất đi thì sẽ làm cho nó hỏng đi. Đặc biệt là âm thanh. Đối với
những album nhạc như vocal, nhạc cụ , hay đặc biệt là cổ điển thì đây là 1 tai họa, vì với
những album nhạc này, thường những nhạc cụ được sử dụng hoặc giọng hát có tần số
âm thanh rất cao hay rất trầm do đó rất nhiều dự liệu đã bị loại bỏ hoặc điều chỉnh khác
đi so với thực tế.
Mp3, âm thanh nén, nhiều người cho rằng chỉ thích hợp với nhạc pop hoặc các dạng nhạc
bình thường khác.
Chúng ta cùng xem 2 tấm hình sau, nó thể hiện quang phổ âm thanh của cùng 1 bài
nhạc nhưng cái đầu được nén mp3, cái thứ 2 là nén lossless FLAC. Ta có thể nhận thấy
rõ sự khác biệt .... heheh chấp nhận đc hay ko thì tùy bạn ... nhưng tdev thì ko.

Lossless Compression (Nén không mất dữ liệu) - Thiên
đường ?
Trong công việc hàng ngày với máy tính, hẳn không ít lần bạn đã nén 1 file tài liệu gửi
cho đồng nghiệp. Có thể bạn đã sử dụng Zip hoặc Rar làm định dạng nén.
File tài liệu đc bạn nén sau khi qua Zip hoac Rar sẽ trở nên nhỏ hơn rất nhiều nhưng khi
người nhận nhận đc file, họ sẽ giải nén và có được file tài liệu gốc mà bạn đã tạo. Vậy
Zip va Rar đã làm gì ? Nói đơn giản, đó là những thuật toán nhằm tìm ra những quy luật
lặp của dữ liệu từ đó tìm 1 cách hiển thị khác tối ưu hơn, tốn ít dữ liệu hơn. (ví dụ ta có
chuỗi: aaaaa bbbbbbb aaa 11111 , bạn thấy rằng cách diễn giải tốt hơn nhiều mà tốn ít
chữ hơn là ax5 bx7 ax3 1x5). Đấy là 1 ví dụ rất đơn giản để bạn hiểu, còn thì nó phức
tạp hơn rất nhiều :) . Như vậy khi người nhận nhận file và giải nén , Zip và Rar đóng
nhiệm vụ sử dụng những chuỗi dữ liệu nén đấy tập hợp và tạo lại file gốc ban đầu.
Đó cũng là mục đích của định dạng âm thanh nén không mất dữ liệu (lossess). Với cấu
trúc trên của zip hoặc rar thì bạn có thể thấy rõ rằng đ/v lossless audio, nó lấy đầu vào
là âm thanh gốc của CD, cố gắng tìm ra những quy luật âm thanh và nén nó lại. Việc
nén lại này là không cao vì dữ liệu âm thanh rất đa dạng và sử dụng nhiều dữ liệu. Hiện
tại mức độ nén cao nhất có thể của kĩ thuật nén không mất dữ liệu là bằng khoảng 1/3
dung lượng gốc của âm thanh gốc. Do đó mỗi album lossless sẽ có dung lượng khoảng
200 đến 300 Mb.
Khi giải nén hoặc khi nghe lossless điều chắc chắn ta đạt được đó chính là tín hiệu gốc
của âm thanh CD (44.1Khz, 16bit, 1411Kbps) . Điều này là cứu nhân cho mọi người yêu
âm nhạc luôn đòi hỏi âm thanh trung thực nhưng không có điều kiện có CD gốc hoặc
muốn sử dụng máy tính làm nơi lưu trữ albums.
Việc nén, nghe và ghi album với định dạng âm thanh không mất dữ liệu tdev đã đề cập
nhiều trong topic này, mong bạn tìm đọc thêm.
Hoạt động của việc ghi CD nhạc:
Như đã đề cập, định dạng âm thanh của CD là PCM 1411kbps. Và đầu vào của nó cũng
phải ở định dạng PCM 1411kbps. Do đó khi ta ghi 1 CD nhạc việc đầu tiên của 1 trình ghi
đĩa là nó phải convert (chuyển) bất kì định dạng cho vào ra WAV , bất kể nó là mp3 hay
ape, lossy hay lossless. Đó là lí do vì sao mà ngoài mp3 thường được hỗ trợ sẵn, đ/v các

định dạng âm thanh khác ta phải cần plugin cho trình ghi đĩa óới có thể ghi đc.
Như thế bất kì định dạng nhập vào là gì trước khi ghi ra đĩa ta sẽ có 1 dữ liệu âm thanh
định dạng WAV, mà WAV thì luôn là PCM 1411kbps. Cho nên dù dữ liệu vào "xấu" hay
"đẹp" nó cũng sẽ đc cho mặc 1 cái áo được dệt bởi 1411 kí sợi để ghi ra CD. Tại sao cùng
1 album, ta có 2 định dạng mp3 và ape , mp3 chỉ 50Mb, ape đến 200Mb mà ghi ra đĩa
vẫn đầy, vẫn cùng ngần đấy phút nhạc ? :) bạn đã có câu trả lời tại sao.
Hoạt động của việc nén CD nhạc:
Như vậy sau khi ghi ra CD 1 rổ dữ liệu "xấu" đấy, nếu bạn sử dụng nó để đọc trong máy
sẽ vẫn thấy rằng bitrate của nó là 1411kbps . Tiếp theo nếu bạn sữ dụng software để rip
CD này và xác định bitrate là 320 hay cao hơn đi nữa thì nó sẽ vẫn thực hiện công việc
nén 1411kbps dữ liệu "xấu" đấy trở thành 320. Nhưng cũng phải nói thêm rằng dù nén
320kbps nhưng đữ liệu "xấu" của bạn sẽ càng trở nến xấu hơn vì chính trong lúc nén ở
320kbps, nó sẽ tiep tục bị mất tiếp dữ liệu . Đã xấu lại càng xấu :D. Vậy theo lí thuyết
bài trước, để giữ nguyên độ "xấu" gốc bạn chỉ có cách nén ở định dạng lossless không
mất dữ liệu ... "xấu".
Phần lớn, hay ko muốn nói là tất cả những đĩa nhạc copy (cả nhạc Viet lẫn nhạc ngoại)
mà ta thấy ngoài tiệm đều là ghi ra đĩa với nguồn là mp3 trong máy tính. Bạn có rip với
bất kì định dạng nào thì chất lượng vẫn là hàng phế phẩm, không nói gì chất lượng CD,
mà chất lượng âm thanh không thể nào bằng đĩa gốc.
Vậy với lossless nó sẽ thế nào ? Cũng vẫn thế, nhưng khi ape được trình ghi đĩa giải nén
ra wav ta sẽ có lại dữ liệu đẹp ban đầu ở 1411kbps, tạo ra 1 đĩa CD chuẩn ở 1411kbps,
rồi ta lại rip lossless, rồi lại ghi ra . Cho dù bao nhiêu lần đi nữa thì dữ liệu vẫn (có thể)
được giữ nguyên. tdev nói có thể là vì nó còn phụ thuộc nhiều vào chất lượng CD, chất
lượng đầu đọc , 2 thứ đấy có đảm bảo được cho sự an toàn, hoàn chỉnh của dữ liệu khi
ghi và đọc hay không. Vì thế mà người ta luôn nói là với CD thì phải là TDK, ổ đĩa thì
phải là Plextor , hơn nữa khi ghi hay đọc thì chỉ ở tốc độ 1x , vâng 1x , như thế mới giảm
thiểu tối đa số lỗi đọc ghi.
Công nghệ ghi đĩa và loại đĩa đc sử dụng là rất quan trọng do đó đĩa hiệu mới đắt như
vậy. Ngoài ra còn có đủ loại đĩa dành cho dân audiophile như đĩa vàng, đĩa thủy tinh.
Công nghệ thì có XRCD, DCC, Chesky, MFSL ,... rất rất nhiều . Sự khác nhau của họ là

cách thức xử lý tín hiệu gốc đạt đến độ hoàn chỉnh, sau đó sử dụng công nghệ máy móc
đc fát triển riêng để ghi lên đĩa đặc hiệu, máy ghi đĩa luôn đảm bảo rằng không có lỗi
xảy ra, dữ liệu không bi nhiễu, và khi ghi lên bề mặt đĩa đạt đc hiệu quả tối ưu.
-------------------------------------------------------------------------------
Hehe , ngoài ra tdev có 2 ví dụ thế này cho bạn dễ tưởng tượng.
1. Chẳng hạn bạn có 1kí gạo thơm và bạn nấu cơm. Khi cơm chín mình ăn sẽ rất ngon
nhưng nếu để cơm ko ăn hết fơi khô đi rồi lại vo nấu lại thì chắc chắn là không bao giờ ra
cơm chứ ko nói gì là cơm ngon như lúc đầu :D
2. Kĩ thuật hơn 1 tẹo và liên quan đến vi tính. Chẳng hạn bạn có 1 máy chụp hình số 5
Megapixels. Bạn chụp với bạn gái 1 tấm tuyệt đẹp và in ra ảnh giấy. Chẳng may tấm ảnh
trong PC bị xóa, bạn cố scan tấm ảnh giấy vào máy với độ phân giản lên đến 300dpi
48bit, hay cao hơn nữa nhưng chắc chắn là không bao giờ được đẹp như tấm gốc ban
đầu . Hơn nữa nếu bạn không save ảnh ở TIF hay PSD (lossless) mà save ở dạng JPG
(lossy) thì mọi việc còn trở nên tệ hơn.
Nén nhạc với định dạng Lossless (khong mất dữ liệu)
Ta sẽ cần 2 software sau:
- Exact Audio Copy (EAC) , fần mềm tiêu chuẩn để rip nhac. EAC là fần mềm tốt nhất
để đảm bảo chất lượng nhac chép vào là giống với CD nhất (exact) .
Download EAC tại:
/>- Monkey Audio Compressor , mẹ của APE. dữ liệu chép vào chuẩn sẽ là wav (như CD)
sau đó MAC đc gọi để nén lại thành APE
Download MAC:
/>- Hoặc bạn có thể sử dụng FLAC thay cho APE, đối với các album quí hiếm bạn nên dùng
FLAC thì dữ liệu sẽ an toàn hơn trong trường hợp file bị lỗi (nói chung đây chỉ là lí thuyết,
lựa chọn APE hay FLAC có lẽ chỉ là sở thích từng người :) )
Download FLAC:
/>Thiết lập các tùy chọn trong EAC
Sau khi install chúng ta bắt đầu quá trình thiết lập (config) EAC để có thể copy nhạc 1
cách tốt nhất. Chúng ta sẽ chỉ chịu khó config 1 lần thôi, sau này khi đã thiết lập xong
bạn chỉ cần thực hiện các bước copy, khong cần thiết lập nữa.

Đầu tiên bạn cho 1 đĩa CD nhạc tốt vào ổ. Sau đó chạy EAC, 1 trình hướng dẫn thiết
lập sẽ mở ra giúp bạn thiết lập những thong tin cơ bản.
EAC sẽ tìm và hiện ra danh sách các ổ đĩa CD bạn đang có. bạn hãy nhấn Next.
Tại khung kế tiếp EAC sẽ cố tự động thiết lập ổ đĩa, nó sẽ hỏi bạn muốn chất lượng tốt
hay tốc độ , hãy chọn "I prefer to have accurate results" như trong hình dưới.