ATRAC
此条目需要补充更多来源。 (2018年8月4日) |
自适应听觉转换编码（英语：Adaptive Transform Acoustic Coding，缩写ATRAC）为Sony公司于1992年所开发之音讯有损数据压缩技术，也是相关技术名词之总称。除了Sony本身，其他MiniDisc制造商如Sharp、Panasonic等，也有各自研发自家的ATRAC编解码器。
Sony在2007年9月11日发布的Walkman,S600F/S700F系列继续能够使用SonicStage和ATRAC音频格式，而Sony对此决定解释为“为了考虑到各个地区的市场特性，所作出的规格决定。”[1]。
关于名称
Sony研发ATRAC初版（为避免混淆，称作ATRAC1）后，又接续开发了相关的有损压缩技术ATRAC2、ATRAC3、ATRAC3plus、以及无损的ATRAC Advanced Lossless。事实上，这五种压缩技术除了名称类似外，彼此之间并不尽相同。
另外，ATRAC2、ATRAC3名称末尾的数字，经常会被误解为ATRAC的版本号，事实上该数字是编码技术名称的一部分。由于Sony先前将自家生产的ATRAC1编解码器依照版本命名为“ATRAC Version 1～ATRAC Version 4.5”，因此经常会与前述名称混淆。ATRAC3不是ATRAC1的最新版本，ATRAC Version 3、ATRAC3、ATRAC3plus是三种全然不同的东西。
Sony于2005年秋季将这些技术名词总称为ATRAC，希望就此结束命名上的混乱局面。
ATRAC1
概要
ATRAC1，通常记作ATRAC。为减轻运算处理负担，ATRAC1编码时先使用两次QMF（Quadrature Mirror Filters），将输入的音讯分割为三个子频带；第一次分离出高频（11.025～22.05kHz），第二次分离剩余的中低频（0～5.5125kHz、5.5125～11.025kHz）。子频带再于MDCT（Modified Discrete Cosine Transform，变址离散余弦变换）切割分块，并依据人耳对音频的敏感度而调整资料块的分配量，也是所谓的自适应。压缩时，ATRAC根据听觉心理学，忽略人耳听觉极限之外的音讯，以及被大音量屏蔽的细小声音，以达到资料压缩的目的。ATRAC1没有明定如何流量分配等细节，便于日后微调改善音质。
用于MiniDisc
音乐MiniDisc所采用的ATRAC1规格，分为立体声（292kbps）及单声道（146Kbps）两种格式。
初代MiniDisc录放音机所使用的ATRAC1芯片称为ATRAC Version 1。由于早期MiniDisc读写错误率较高，故在碟片上写入两份同样的资料作为备份；ATRAC Version 1实际上只用了规格一半的流量来纪录音乐，因而音质不佳、充满噪音。因为这件事情使得大众对于ATRAC的音质有着不好的成见，对于ATRAC的普及化推广具有颇大的影响，并使其在众家解码器之中变得恶名昭彰。但Sony、Sharp等制造商仍不断各自改进ATRAC1芯片版本与编码技术，至今各家编码音质均相当优异，一般人已不易分辨ATRAC1与PCM之间的差异。
用于SDDS剧院系统
ATRAC格式同时也被Sony Cinema Products Corporation所开发之剧院音响系统SDDS（Sony Dynamic Digital Sound）所采用。SDDS可收录5.1或7.1声道，合计最大流量达1280Kbps，比起定位相同的杜比数位（Dolby Digital）与数位剧院系统（DTS）音质要好。但由于混音设备昂贵，因此SDDS并不如其他5.1声道规格来的普及。
ATRAC2
ATRAC2为Sony于1994年所发表，主要用于MD Data上之音讯规格。压缩比高达10:1或20:1，可于MD DATA碟片上播放／录制长达148分钟的立体声音讯。ATRAC2于编码上舍弃了传统ATRAC1的观念，使用了PQF（Polyphase Quadrature Filters，多级正交滤波器）代替QMF，将音讯拆为4个子频带，并抽出音乐中的音调单独编码，最后使用霍夫曼编码增加压缩率。也因此ATRAC2无法相容于ATRAC1，该规格也随着MD DATA在市场的失败而消失。
ATRAC3/ATRAC3plus
概要
1999年Sony所发表的格式。一般多认为是由于受到MP3、AAC等新式压缩格式的冲击，才推出的因应方案。用途较ATRAC1、ATRAC2更加广泛。
ATRAC3以ATRAC2为部分技术基础，并可相容ATRAC1的立体声与单声道模式，意图与当时逐渐流行的MP3格式相抗衡。ATRAC3使用QMF，将音讯分割为0～2.75625kHz、2.75625～5.5125kHz、5.5125～11.025kHz、11.025～22.05kHz等4个子频带，并可抽出音乐中的音调，另行较低压缩率的编码。ATRAC3位元率分为132kbps（LP2）、105kbps、66kbps（LP4）3种。其中66kbps使用选择性的Joint Stereo，以弥补流量的不足。但ATRAC3也浪费了将近10%的流量于相容ATRAC1之上。ATRAC3 LP2可录制约162分钟的音乐于一般MD碟片上，而LP4则可录制约324分钟的音乐。
随后，Sony在2002年时发表更高压缩率的ATRAC3plus，子频带切割多达16组，并会自动选择最佳压缩模式。这与ATRAC3、ATRAC1都不相容，不过发表后经常与ATRAC3配套使用。ATRAC3plus最初仅设计为低流量之用，只提供64kbps、48kbps两种高压缩流量，但自2004年起开始追加低压缩、高音质的流量，逐渐取代ATRAC3。目前最新版的SonicStage提供48、64（Hi-LP）、96、128、160、192、256（Hi-SP）、320、352kbps等多种流量可转换。
音质争议
一般认为132kbps的ATRAC3，音质近似相近流量的MP3。一份Sony提供的盲测报告[1]（页面存档备份，存于互联网档案馆）（2003/02），指出132kbps ATRAC的音质甚至优于相近流量的MP3。
但在一份私人的双盲测试报告[2]（2004/05）中，比较了Ogg、AAC、以及LAME VBR MP3多种格式的音质，结果却是ATRAC3殿后。一般多批评评测者并未使用最佳品质的ATRAC3编解码器。有人辩称ATRAC多在电力有限的移动设备上编制，因此难以进行负荷量较大的高音质压缩。但事实上Sony几乎在所有Hi-MD规格的手提播放器都使用上最高规格的TYPE S解码器。
Sony另宣称64kbps的ATRAC3plus音质近似CD，并有确实的第三方公证实验室评级测试中得以证实。[3]（页面存档备份，存于互联网档案馆）
用于个人电脑
ATRAC3及ATRAC3plus，可用于个人电脑之上，与较常用于视听设备之中的ATRAC1不同。
第一款支援ATRAC3格式的电脑软件，是Sony于1999年底发表的OpenMG Jukebox。OpenMG Jukebox是用来管理、传输数位随身听内音乐文件的软件，可将CD音乐压缩为ATRAC3，或将电脑内的WAV、MP3档案转换为ATRAC3格式，以便传入随身听。Sony后来接续推出的SonicStage和Connect Player，也都具有同样的功能。
同时，为搭配NetMD随身听的发售，其他厂商也各自推出相容软件，如日本Justsystem的BeatJam、Kenwood的Mulia等。
第一款支援ATRAC3plus的软件，则是被预先安装在日版Vaio2002年秋季款内的SonicStage 1.5。当初只有64kbps、48kbps两种低流量格式，比ATRAC3的3种压缩量要高，相对地音质也低，因此不太受欢迎。不过，2.0版内随即出现了256kbps，接着3.2版又追加了320kbps、192kbps、160kbps、128kbps、96kbps五种流量，最后3.3版新增了352kbps，比ATRAC3更能满足高音质、低压缩的广泛需求。
ATRAC3档案的原始副档名为“aa3”，若经过OpenMG进行版权保护加密后，则会变成“omg”或“oma”。由于OpenMG Jukebox和早期的SonicStage无法关闭加密功能，因此罕以aa3副档名呈现。即使SonicStage3.2版以及CONNECT Player均能生成不加密的音乐档案，该副档名仍旧与加密文件同为“oma”。
用于数字音乐播放器
最早采用ATRAC3为播放格式的随身听，是1999年底发售的Sony Memory Stick随身听“NW-MS7”。使用附送的OpenMG Jukebox软件，将CD、WAV、MP3转换为ATRAC3后，再传入内含MagicGate版权保护芯片的Memory Stick（MGMS）。理论上ATRAC3/ATRAC3plus的规格统一，存入Memory Stick后也能用于其他厂牌的相容产品之中。但Memory Stick本身推出了太多种格式，且ATRAC3plus迟至2003年才被采用，因此早期产品彼此间的相容性不太完整。
Memory Stick随身听发售翌年，索尼创设新的子品牌“Network Walkman”，推出一系列内建快闪存储器、硬盘为载体的数位随身听。这些网络随身听几乎只支援ATRAC3格式，直到2003年发售的NW-MS70D才又支援了ATRAC3plus。Sony同时也推出一系列新CD随身听，能播放内含ATRAC3/ATRAC3plus的CD-R/RW（ATRAC CD）。
用于其他装置
除了Sony旗下的随身听支援ATRAC3/ATRAC3plus外，Sony推出的CLIE PDA、PSP、PS3、VAIO Pocket、NETJUKE、PSX、在美推出的Mylo等非随身听品牌的产品，也多能播放ATRAC3/ATRAC3Plus。
某些Sony Ericsson日系NTT DoCoMo、au等系统手机，也能透过Memory Stick播放ATRAC3或ATRAC3plus音乐。2005年京瓷于日本推出的WillcomPHS手机“WX310k”，则是很特别地使用miniSD卡来存放MP3/ATRAC3音乐。Sony Ericsson旗下的手机，如W800i等，虽能使用记忆卡播放MP3等格式，但尚无机种支援ATRAC3/ATRAC3Plus格式。
用于MiniDisc扩充规格
MiniDisc自2000年开始，导入了可长时间录音的规格“MDLP”，增加了ATRAC3 132kbps（LP2）、ATRAC3 66kbps（LP4）两种模式。翌年，2001年登场的NetMD更实现了将电脑中的音乐传输入MD的功能，也能与Network Walkman共享ATRAC3档案。于网络上也能直接下载、播放ATRAC3格式的音乐。
在2004年推出的扩充规格“Hi-MD”上，除了MDLP所用的2种格式，还加入ATRAC3 105kbps，以及ATRAC3plus的256kbps、64kbps、48kbps。同时ATRAC3plus 256kbps和64kbps，也分别被安上了Hi-SP、Hi-LP两种名称。
RealAudio8与ATRAC3
RealNetworks公司旗下的音乐格式：RealAudio8，采用ATRAC3作为核心编码器，同时也导入OpenMG版权加密技术。也因此该公司的软件与网络随身听、NetMD等硬件相容。
RealAudio8的流量非常自由，可选择352kbps、264kbps、176kbps、146kbps、132kbps、105kbps、94kbps、66kbps等设定。但ATRAC3将105kbps以上视为高流量，所以把94kbps、66kbps作为一般低流量用的选项。
于个人电脑上使用时，可选择档案是否加密。加密后的附档名为“rmx”，未加密则为“rmj”。这些档案与Sony旗下软件所生成的ATRAC3并无直接相容性。但可以透过Real Network下载plug-in对应部分NetMD产品。
RealAudio10格式则改以AAC核心取代ATRAC3。
其他应用
小型光碟UMD（Universal Media Disc）的音乐规格“UMD Audio”，以及影片规格“UMD Video”之中，采用ATRAC3plus作为音讯编码。
ATRAC Advanced Lossless
ATRAC Advanced Lossless在2005年9月的A&VFesta2005中发表，是ATRAC家族中唯一的无失真压缩规格，简称AAL。
该格式可同时包含无失真压缩、破坏性压缩两部分。破坏压缩部分可使用ATRAC3、ATRAC3plus等格式，而无失真部分则是将原始音讯进行可逆性的无损压缩。除了传送整个AAL档案至随身听外，也可以只取出较小的ATRAC3/ATRAC3plus部分。
AAL压缩率约为30～80%，由于AAL同时内含有破坏性压缩的音讯，因此破坏压缩所使用的格式也会影响AAL的压缩量。
AAL首度于2005年11月1日发表的SonicStage 3.3版所支援。可以传送完整AAL资料给完全支援AAL的音乐播放器，也可以只传送ATRAC3/ATRAC3plus的部分。硬件方面，SONY至2006年10月发表之NW-S700F、NW-S600才完全支援AAL。