Adaptive_Transform_Acoustic_Coding

**自適應聽覺轉換編碼**（英語：Adaptive Transform Acoustic Coding，縮寫 **ATRAC**）為 Sony 公司於 1992 年所開發之音訊有損數據壓縮技術，也是相關技術名詞之總稱。除了 Sony 本身，其他 MiniDisc 製造商如 Sharp、Panasonic 等，也有各自研發自家的 ATRAC 編解碼器。

Sony 在 2007 年 9 月 11 日發佈的 Walkman,S600F/S700F 系列繼續能夠使用 SonicStage 和 ATRAC 音頻格式，而 Sony 對此決定解釋為「為了考慮到各個地區的市場特性，所作出的規格決定。」。

美國與其他國家之專利授權來自杜比實驗室。

## 關於名稱

Sony 研發 ATRAC 初版（為避免混淆，稱作 **ATRAC1**）後，又接續開發了相關的有損壓縮技術 **ATRAC2**、**ATRAC3**、**ATRAC3plus**、以及無損的 **ATRAC Advanced Lossless**。事實上，這五種壓縮技術除了名稱類似外，彼此之間並不盡相同。

另外，ATRAC2、ATRAC3 名稱末尾的數字，經常會被誤解為 ATRAC 的版本號，事實上該數字是編碼技術名稱的一部分。由於 Sony 先前將自家生產的 ATRAC1 編解碼器依照版本命名為「ATRAC Version 1～ATRAC Version 4.5」，因此經常會與前述名稱混淆。ATRAC3 不是 ATRAC1 的最新版本，ATRAC Version 3、ATRAC3、ATRAC3plus 是三種全然不同的東西。

Sony 於 2005 年秋季將這些技術名詞總稱為 **ATRAC**，希望就此結束命名上的混亂局面。

## ATRAC1

### 概要

ATRAC1，通常記作 ATRAC。為減輕運算處理負擔，ATRAC1 編碼時先使用兩次 QMF（Quadrature Mirror Filters），將輸入的音訊分割為三個子頻帶；第一次分離出高頻（11.025～22.05kHz），第二次分離剩餘的中低頻（0～5.5125kHz、5.5125～11.025kHz）。子頻帶再於 MDCT（Modified Discrete Cosine Transform，變址離散餘弦變換）切割分塊，並依據人耳對音頻的敏感度而調整資料塊的分配量，也是所謂的自適應。壓縮時，ATRAC 根據聽覺心理學，忽略人耳聽覺極限之外的音訊，以及被大音量屏蔽的細小聲音，以達到資料壓縮的目的。ATRAC1 沒有明定如何流量分配等細節，便於日後微調改善音質。

### 用於 MiniDisc

音樂 MiniDisc 所採用的 ATRAC1 規格，分為立體聲（292kbps）及單聲道（146Kbps）兩種格式。

初代 MiniDisc 錄放音機所使用的 ATRAC1 晶片稱為 ATRAC Version 1。由於早期 MiniDisc 讀寫錯誤率較高，故在碟片上寫入兩份同樣的資料作為備份；ATRAC Version 1 實際上只用了規格一半的流量來紀錄音樂，因而音質不佳、充滿噪音。因為這件事情使得大眾對於 ATRAC 的音質有著不好的成見，對於 ATRAC 的普及化推廣具有頗大的影響，並使其在眾家解碼器之中變得惡名昭彰。但 Sony、Sharp 等製造商仍不斷各自改進 ATRAC1 晶片版本與編碼技術，至今各家編碼音質均相當優異，一般人已不易分辨 ATRAC1 與 PCM 之間的差異。

### 用於 SDDS 劇院系統

ATRAC 格式同時也被 Sony Cinema Products Corporation 所開發之劇院音響系統 SDDS（Sony Dynamic Digital Sound）所採用。SDDS 可收錄 5.1 或 7.1 聲道，合計最大流量達 1280Kbps，比起定位相同的杜比數位（Dolby Digital）與數位劇院系統（DTS）音質要好。但由於混音設備昂貴，因此 SDDS 並不如其他 5.1 聲道規格來的普及。

## ATRAC2

**ATRAC2** 為 Sony 於 1994 年所發表，主要用於 MD Data 上之音訊規格。壓縮比高達 10:1 或 20:1，可於 MD DATA 碟片上播放／錄製長達 148 分鐘的立體聲音訊。ATRAC2 於編碼上捨棄了傳統 ATRAC1 的觀念，使用了 PQF（Polyphase Quadrature Filters，多級正交濾波器）代替 QMF，將音訊拆為 4 個子頻帶，並抽出音樂中的音調單獨編碼，最後使用霍夫曼編碼增加壓縮率。也因此 ATRAC2 無法相容於 ATRAC1，該規格也隨著 MD DATA 在市場的失敗而消失。

## ATRAC3/ATRAC3plus

### 概要

1999 年 Sony 所發表的格式。一般多認為是由於受到 MP3、AAC 等新式壓縮格式的衝擊，才推出的因應方案。用途較 ATRAC1、ATRAC2 更加廣泛。

ATRAC3 以 ATRAC2 為部份技術基礎，並可相容 ATRAC1 的立體聲與單聲道模式，意圖與當時逐漸流行的 MP3 格式相抗衡。ATRAC3 使用 QMF，將音訊分割為 0～2.75625kHz、2.75625～5.5125kHz、5.5125～11.025kHz、11.025～22.05kHz 等 4 個子頻帶，並可抽出音樂中的音調，另行較低壓縮率的編碼。ATRAC3 位元率分為 132kbps（LP2）、105kbps、66kbps（LP4）3 種。其中 66kbps 使用選擇性的 Joint Stereo，以彌補流量的不足。但 ATRAC3 也浪費了將近 10% 的流量於相容 ATRAC1 之上。ATRAC3 LP2 可錄製約 162 分鐘的音樂於一般 MD 碟片上，而 LP4 則可錄製約 324 分鐘的音樂。

隨後，Sony 在 2002 年時發表更高壓縮率的 ATRAC3plus，子頻帶切割多達 16 組，並會自動選擇最佳壓縮模式。這與 ATRAC3、ATRAC1 都不相容，不過發表後經常與 ATRAC3 配套使用。ATRAC3plus 最初僅設計為低流量之用，只提供 64kbps、48kbps 兩種高壓縮流量，但自 2004 年起開始追加低壓縮、高音質的流量，逐漸取代 ATRAC3。目前最新版的 SonicStage 提供 48、64（Hi-LP）、96、128、160、192、256（Hi-SP）、320、352kbps 等多種流量可轉換。

### 音質爭議

一般認為 132kbps 的 ATRAC3，音質近似相近流量的 MP3。一份 Sony 提供的盲測報告 [1]（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（2003/02），指出 132kbps ATRAC 的音質甚至優於相近流量的 MP3。

但在一份私人的雙盲測試報告 [2]（2004/05）中，比較了 Ogg、AAC、以及 LAME VBR MP3 多種格式的音質，結果卻是 ATRAC3 殿後。一般多批評評測者並未使用最佳品質的 ATRAC3 編解碼器。有人辯稱 ATRAC 多在電力有限的行動裝置上編製，因此難以進行負荷量較大的高音質壓縮。但事實上 Sony 幾乎在所有 Hi-MD 規格的手提播放器都使用上最高規格的 TYPE S 解碼器。

Sony 另宣稱 64kbps 的 ATRAC3plus 音質近似 CD，並有確實的第三方公證實驗室評級測試中得以證實。[3]（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

### 用於個人電腦

ATRAC3 及 ATRAC3plus，可用於個人電腦之上，與較常用於視聽設備之中的 ATRAC1 不同。

第一款支援 ATRAC3 格式的電腦軟體，是 Sony 於 1999 年底發表的 OpenMG Jukebox。OpenMG Jukebox 是用來管理、傳輸數位隨身聽內音樂文件的軟體，可將 CD 音樂壓縮為 ATRAC3，或將電腦內的 WAV、MP3 檔案轉換為 ATRAC3 格式，以便傳入隨身聽。Sony 後來接續推出的 SonicStage 和 Connect Player，也都具有同樣的功能。

同時，為搭配 NetMD 隨身聽的發售，其他廠商也各自推出相容軟體，如日本 Justsystem 的 BeatJam、Kenwood 的 Mulia 等。

第一款支援 ATRAC3plus 的軟體，則是被預先安裝在日版 Vaio2002 年秋季款內的 SonicStage 1.5。當初只有 64kbps、48kbps 兩種低流量格式，比 ATRAC3 的 3 種壓縮量要高，相對地音質也低，因此不太受歡迎。不過，2.0 版內隨即出現了 256kbps，接著 3.2 版又追加了 320kbps、192kbps、160kbps、128kbps、96kbps 五種流量，最後 3.3 版新增了 352kbps，比 ATRAC3 更能滿足高音質、低壓縮的廣泛需求。

ATRAC3 檔案的原始副檔名為「aa3」，若經過 OpenMG 進行版權保護加密後，則會變成「omg」或「oma」。由於 OpenMG Jukebox 和早期的 SonicStage 無法關閉加密功能，因此罕以 aa3 副檔名呈現。即使 SonicStage3.2 版以及 CONNECT Player 均能生成不加密的音樂檔案，該副檔名仍舊與加密文件同為「oma」。

### 用於數位音樂播放器

最早採用 ATRAC3 為播放格式的隨身聽，是 1999 年底發售的 Sony Memory Stick 隨身聽「NW-MS7」。使用附送的 OpenMG Jukebox 軟體，將 CD、WAV、MP3 轉換為 ATRAC3 後，再傳入內含 MagicGate 版權保護晶片的 Memory Stick（MGMS）。理論上 ATRAC3/ATRAC3plus 的規格統一，存入 Memory Stick 後也能用於其他廠牌的相容產品之中。但 Memory Stick 本身推出了太多種格式，且 ATRAC3plus 遲至 2003 年才被採用，因此早期產品彼此間的相容性不太完整。

Memory Stick 隨身聽發售翌年，索尼創設新的子品牌「Network Walkman」，推出一系列內建快閃記憶體、硬碟為載體的數位隨身聽。這些網路隨身聽幾乎只支援 ATRAC3 格式，直到 2003 年發售的 NW-MS70D 才又支援了 ATRAC3plus。Sony 同時也推出一系列新 CD 隨身聽，能播放內含 ATRAC3/ATRAC3plus 的 CD-R/RW（ATRAC CD）。

### 用於其他裝置

除了 Sony 旗下的隨身聽支援 ATRAC3/ATRAC3plus 外，Sony 推出的 CLIE PDA、PSP、PS3、VAIO Pocket、NETJUKE、PSX、在美推出的 Mylo 等非隨身聽品牌的產品，也多能播放 ATRAC3/ATRAC3Plus。

某些 Sony Ericsson 日系 NTT DoCoMo、au 等系統手機，也能透過 Memory Stick 播放 ATRAC3 或 ATRAC3plus 音樂。2005 年京瓷於日本推出的 WillcomPHS 手機「WX310k」，則是很特別地使用 miniSD 卡來存放 MP3/ATRAC3 音樂。Sony Ericsson 旗下的手機，如 W800i 等，雖能使用記憶卡播放 MP3 等格式，但尚無機種支援 ATRAC3/ATRAC3Plus 格式。

### 用於 MiniDisc 擴充規格

MiniDisc 自 2000 年開始，導入了可長時間錄音的規格「MDLP」，增加了 ATRAC3 132kbps（LP2）、ATRAC3 66kbps（LP4）兩種模式。翌年，2001 年登場的 NetMD 更實現了將電腦中的音樂傳輸入 MD 的功能，也能與 Network Walkman 共享 ATRAC3 檔案。於網路上也能直接下載、播放 ATRAC3 格式的音樂。

在 2004 年推出的擴充規格「Hi-MD」上，除了 MDLP 所用的 2 種格式，還加入 ATRAC3 105kbps，以及 ATRAC3plus 的 256kbps、64kbps、48kbps。同時 ATRAC3plus 256kbps 和 64kbps，也分別被安上了 Hi-SP、Hi-LP 兩種名稱。

### RealAudio8 與 ATRAC3

RealNetworks 公司旗下的音樂格式：RealAudio8，採用 ATRAC3 作為核心編碼器，同時也導入 OpenMG 版權加密技術。也因此該公司的軟體與網路隨身聽、NetMD 等硬體相容。

RealAudio8 的流量非常自由，可選擇 352kbps、264kbps、176kbps、146kbps、132kbps、105kbps、94kbps、66kbps 等設定。但 ATRAC3 將 105kbps 以上視為高流量，所以把 94kbps、66kbps 作為一般低流量用的選項。

於個人電腦上使用時，可選擇檔案是否加密。加密後的附檔名為「rmx」，未加密則為「rmj」。這些檔案與 Sony 旗下軟體所生成的 ATRAC3 並無直接相容性。但可以透過 Real Network 下載 plug-in 對應部份 NetMD 產品。

RealAudio10 格式則改以 AAC 核心取代 ATRAC3。

### 其他應用

小型光碟 UMD（Universal Media Disc）的音樂規格「UMD Audio」，以及影片規格「UMD Video」之中，採用 ATRAC3plus 作為音訊編碼。

## ATRAC Advanced Lossless

**ATRAC Advanced Lossless** 在 2005 年 9 月的 A&VFesta2005 中發表，是 ATRAC 家族中唯一的無失真壓縮規格，簡稱 AAL。

該格式可同時包含無失真壓縮、破壞性壓縮兩部份。破壞壓縮部份可使用 ATRAC3、ATRAC3plus 等格式，而無失真部份則是將原始音訊進行可逆性的無損壓縮。除了傳送整個 AAL 檔案至隨身聽外，也可以只取出較小的 ATRAC3/ATRAC3plus 部分。

AAL 壓縮率約為 30～80%，由於 AAL 同時內含有破壞性壓縮的音訊，因此破壞壓縮所使用的格式也會影響 AAL 的壓縮量。

AAL 首度於 2005 年 11 月 1 日發表的 SonicStage 3.3 版所支援。可以傳送完整 AAL 資料給完全支援 AAL 的音樂播放器，也可以只傳送 ATRAC3/ATRAC3plus 的部份。硬體方面，SONY 至 2006 年 10 月發表之 NW-S700F、NW-S600 才完全支援 AAL。

## 參見

* MP3
* 破壞性資料壓縮
* MiniDisc
* Memory Stick

## 外部連結

* SONY ATRAC 官方網站（英文）（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* ATRAC1 技術介紹（英文）（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* ATRAC2 技術介紹（英文）（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* ATRAC3 Codec 下載（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 註釋