自人類發明留聲機後，便積極追求能保持聲音完整度與長久儲存音訊的方式。早期，還未進入數位化時代時，音訊的儲存與播放方式都使用類比的方式，主要使用唱盤、錄音卡帶等方式，不過受限於材料與科技，有保存不易與容量過小的缺點。

CD則在1982年問世，主要用途為儲存數位資料，而在音訊的領域中，則多用來儲存數位音樂，稱為音樂光碟（Audio CD）。而CD具有體積小、容量大與保存長久的優點，漸漸取代傳統類比的方式，也就是說Audio CD的發明，等同宣告了數位音訊的來臨。

圖一 : 薄型化的LED TV，其內建的音箱因為空間過小而無法顯現好的音質表現，便帶動如家庭劇院或Soundbar的成長。(Source: McIntosh Laboratory)

而數位音訊的標準與品質的高低，主要有兩個評估指標，如下：

動態響應範圍（Dynamic Range）

即可解析的數位資料，其最大值與最小值的比例，通常以dB值為表示單位，下表為各種資料處理寬度所能表現的動態響應範圍。也就是說擁有越高的位元數，其動態響應範圍越大，也越能夠顯現音訊細微變化的程度。

圖二 : 各種音訊動態響應範圍比較表（資料來源:資策會MIC）

取樣頻率（Sample Rate）

無論是數位化類比信號，或將數位信號還原為類比信號，取樣頻率的高低也決定信號的完整度與精確度。

從取樣原理來看，類比訊號要用數位化的數值來表示，取樣的過程會產生所謂的量化誤差（Quantization error），所謂量化誤差指的是實際訊號之大小（Amplitude）和數位化後所得數據之間的差異。同樣地，把數位信號還原成類比信號也是如此，此量化誤差被稱為失真（Distortion），失真度越低代表越能忠實呈現信號的原始狀態，通常以dB值或百分比為表示單位。

為了要降低音訊的失真，便要降低量化誤差，而降低量化誤差最有效的方法便是提高取樣的頻率，正弦波（Sine wave）顯示取樣頻率越高，可以減少信號的量化誤差，進而提高信號還原後的完整度。另外，若是要改變取樣的頻率，此升頻或降頻的動作被稱為SRC（Sample Rate Conversion）。

根據日本音訊學會（Japan Audio Society，JAS）對高解析數位音訊的定義主要有二點：

裝置的輸入/輸出與信號處理，其動態響應範圍至少要達到24bits以上的資料處理寬度，且其取樣頻率至少要能達到96kHz以上。

數位音訊播放的來源必須為無壓縮（No Compression）或無損壓縮（Lossless Compression）的音訊格式。

目前市面上常見的MP3、AAC檔案等為一種失真壓縮的音訊格式，還有以Bluetooth為傳輸介面的設備，由於其頻寬的限制目前仍無法即時傳輸高解析的數位音訊資料，也不在本文的討論範圍。

技術發展現況與趨勢

圖三 : USB Audio為使用USB介面來傳輸Audio的方式，現已發表到Audio 2.0 。(Source: Head Fi)

PCM仍是主流 DSD急起直追

PCM（Pulse-Code Modulation）是一種常見的類比訊號數位化的方法，其原理是將訊號的強度依照同樣的間距分成數段來量化並記錄下來。目前大多數的數位音訊格式都採用PCM的調變方式，如常見的Audios CD，其規格便是使用44.1khz/16bit的PCM調變方式。

DSD（Direct Stream Digital）為Sony與Philips的專利，主要是利用脈衝密度調變編碼將音頻訊號數位化，為PCM外常見的數位音訊調變方式，目前多數的MEMS麥克風也是使用DSD輸出格式。過去幾年，以日本為主的廠商，積極推廣DSD調變方式，有越來越被重視的趨勢。

另外，也有兩者的混合體即DoP（PCM over DSD），乃是將DSD的信號載在PCM信號上傳輸，只要在接收端將DSD信號擷取出來即可，如此便可利用原PCM的介面或接口來傳輸DSD信號。

PCM與DSD調變方式的優劣比較，一直以來爭論不休，也各自有支持者，然就觀察過去電子產品的發展歷史，未來的終端產品發展趨勢多傾向可同時支援兩者的解調變方式，甚至可互相轉換，目前其轉換的方式多使用軟體來進行，不過也開始有廠商開發可PCM to DSD/DoP或DSD/DoP to PCM的轉換晶片，下圖則用波形簡單說明PCM與DSD的調變原理。

無壓縮或無損壓縮為主要檔案格式

目前支援高解析音訊的無壓縮音樂格式以WAV檔居多，另外，DSD格式也可以被稱為Hi-Res音訊，而無損壓縮（Lossless Compression）的音樂檔案，有FLAC、ALAC、WMA Lossless，等格式，由於無損壓縮的檔案大小比無壓縮的檔案來的小，也無損音樂的品質，預期未來將成為主流的高解析數位音訊檔案格式。

主要傳輸介面

SPDIF

SPDIF是歷史最悠久的數位音訊傳輸介面，廣泛使用於家用的CD/DVD/BD Player、TV、Desktop PC與家用音響設備的連接。SPDIF的接頭主要有光纖（TOSLINK）與同軸（Coaxial）兩種，無論是標準的光纖或同軸接頭體積都嫌太大，較不適用於行動裝置上使用。為了縮小體積，市面上有出現在3.5mm耳機孔上增加SPDIF光纖輸入/輸出接口，目前在部分高階或電競筆電中可以見到。

HDMI

HDMI也是在家庭中常見的影音傳輸介面，主要連結TV、STB、DVD/BD Player、Game Console等裝置，除了傳輸影像外也可以傳輸高解析音訊，在HDMI 1.4以上版本最高可傳輸PCM 1536kHz/32bit、32聲道與DSD的超高解析音訊，是目前定義最高音訊傳輸頻寬的介面。

USB

USB Audio為使用USB介面來傳輸Audio的方式，現已發表到Audio 2.0，目前多由PC的播放軟體將高解析音樂檔案解碼成PCM或DSD的格式後再傳輸到擴大機等後級處理器來播放，市面上已可見到最高可支援384khz/32bit PCM與DSD/DoP2X的產品。

Wi-Fi

Wi-Fi最大的優勢為可使用於無線的環境，由於高解析音訊的資料量較大，將可取代Bluetooth為主要的無線傳輸方式。目前多數的PC與行動裝置等都可以Wi-Fi來傳輸數位資料，如能與家用的無線網路、AP、NAS結合，將可以擴大其應用領域。

圖四 : 高解析數位音訊傳輸介面優劣比較表（資料來源:資策會MIC）

市場需求與產業動態

高品質的音樂需求逐漸被重視

聲音的存取與播放的歷史比影像還久遠，然觀察過去十數年多媒體影音的發展歷程，影像品質的進步遠大於聲音。

以液晶電視為例，面板的解析度由SD提升到Full HD大約僅花了5~8年的時間，目前仍迅速地往4K2K甚至8K4K的解析度來提升，而色彩解析度也由RGB各8bit的全彩1,677萬色提升到12bit的687.2億色，整體的畫質提升相當多。

圖五 : 目前已有多家廠商推出貼有「Hi-Res Audio」授權標章的產品發表。(Source: audioxpress)

由於過去數十年，當電子產品由數位時代進入行動裝置時代後，為了攜帶方便與美觀，逐漸往輕、薄、短、小發展。在儲存裝置價格及傳輸速率的限制下，行動裝置大量使用失真壓縮的音訊格式如MP3、AAC等，如此卻大大降低音樂的品質。近年來在光纖普及以及4G通訊、802.11ac等傳輸技術的發展下，傳輸的品質及速度大幅提升，無須再以犧牲音訊品質方式換取音訊傳輸流暢度，再加上儲存設備的低價化使得儲存成本大幅降低，使無壓縮或無損壓縮的高解析度音訊日益受到重視，市場發展可期。

圖六 : 數位影音發展趨勢概圖（資料來源:資策會MIC）

因為聲音的品質需要一定的空間才能顯現，如薄型化的LED TV，其內建的音箱因為空間過小而無法顯現好的音質表現，便帶動如家庭劇院或Soundbar的成長。又如行動裝置部分，一般附贈的耳道式耳機越來越難滿足消費者的聽覺，也使得全罩式耳機銷售越來越高，如熱賣的Beats耳機，甚至為了追求更好的驅動品質，進而購買耳機擴大機等來滿足更高端消費者的需求，應用在家庭劇院、Soundbar及高階耳機等產品的音訊編解碼或格式轉換、音效處理、可升降頻的SRC等晶片需求亦將隨之成長。

日商力拱Hi-Res Audio

2014年6月，日本音訊學會JAS表示，無論是音訊的來源或設備都能達到高解析音訊的定義，加入成為JAS的會員後，便可以申請在其產品上，貼上「Hi-Res Audio」的授權標章。包括Sony、Yamaha、TEAC、Onkyo、Pioneer、Panasonic等日本音響大廠都積極參與，也陸續發表或開始銷售相關的產品，目前台灣也有少數幾家已爭取到或正積極爭取授權中。

為了擴大此一授權標章的全球影響力，JAS於2015 CES舉辦的前夕，即2014年底，宣布與消費電子協會（Consumer Electronics Association，CEA）合作，同意讓CEA的會員們可以申請與使用將此一授權標章，而不再限制必須為JAS的會員。目前CEA的會員擁有超過2,200家的廠商，相信此一策略可以爭取更多品牌的認同，達到推廣高解析音訊的效果與商機。

目前已有多家廠商推出貼有「Hi-Res Audio」授權標章的產品發表，其中以Sony最為積極，由於Sony兼具家用音響、消費性產品與音樂媒體的身分，是最有主導力的廠商。Sony在展場除了發表高解析音訊播放器、擴大器外，也展出支援播放Hi-Res Audio的Ultra HD LED TV，其聲音的細節以及純淨度，都大幅超越非Hi-Res格式的音樂，與4K2K的高解析度面板搭配，可謂相得益彰，同步提升影音的效果，而Sony台灣也於2015年5月底發表此產品。

其中，值得注意的是Sony此款TV是全世界第一台支援Hi-Res Audio播放的LED TV，由於Sony在TV/DVD/BD的發展歷史上扮演著極重要的角色，也經常是規格的主導者。然而，未來是否會有更多的廠商推出支援Hi-Res Audio的TV，值得期待與後續觀察。

內容廠商逐鹿高解析音樂

而在CEA、數位娛樂集團（Digital Entertainment Group）與錄音學院（Recording Academy）等機構的努力推廣下，目前一些主流音樂內容供應商，如索尼音樂娛樂（Sony Music Entertainment）、環球音樂集團（Universal Music Group）和華納音樂集團（Warner Music group）世界三大唱片公司等也紛紛表示，願意提供更多高解析音樂給消費者更多的選擇。

目前可下載高解析音樂檔的數量與商店數也不斷上升，如HDTracks、HiResAudio、Super HiRez、Qobuz、iTrax等知名商店，甚至包括在CES 2015中大力推廣高解析音訊的搖滾大師Neil Young的PonoMusic等。另外，日本的Mora Music也於2015年3月開始，提供台灣的消費者付費下載Hi-Res高解析音樂檔案。

USB Audio後市可期

技術（Technology），為了達到高解析音訊所帶來的高品質效果，包括處理晶片與裝置，都需要提升整體的規格。

在音訊處理方面，需要具備處理高解析音訊所帶來較大的資料量，包括音訊編解碼或格式轉換、音效處理、可升降頻的SRC等晶片的配合。而在傳輸介面方面，由於USB為大多數人熟悉的介面，且未來的電子產品可能都會支援可正反插的USB Type-C，加上最高可支援到PD2.0的100W供電能力，可望應用於USB耳機、喇叭等，未來的成長性最被看好。

爭取Hi-Res Audio認證 台商可借力使力

圖七 : 現在的裝置的輸入/輸出與信號處理，其動態響應範圍必須足夠，方能因應使用者需求。(Source: S tand out Ventures)

認證（Certification），透過認證過的授權標章，方便取得進入高解析音訊的門票。如同過去Dolby、DTS、AC3等授權標章，如能取得「Hi-Res Audio」的授權標章，是一種身分與技術的表彰，容易得到此產業上、下游與消費者的認同，對於產品絕對有加分的效果。

目前推廣高解析音訊的認證標章，以日商最為積極，尤其Sony同時具有消費性裝置與音樂媒體的身分，實力最被看好。建議台商可以加入此認證標章的行列，除了代表技術達到標準外，對於行銷上將很有助益，有機會藉此打入高階音訊產業的供應鏈，借力使力，達到擴大商機的目標。

（本文作者為資策會MIC資深產業分析師）

＊刊頭圖片來源(Source: Digital Trends)