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次世代フォーマット

Re 超音波成分の知覚 投稿者:NS 投稿日: 2005年7月16日(土)09時21分17秒

次世代は394kHz32bitが控えています。ここまでいくと200kHzまで人間が聞こえるからという根拠ではなく、可聴帯域の歪み低下と狙ったエフェクトがダウンサンプリングで劣化しにくいという理由があげられるでしょう。

Re*Re: 超音波成分の知覚 投稿者:HC 投稿日: 7月17日(日)19時59分40秒

処で、32ビットとなるとDレンジで192dBですからアナログ技術では、特にA/D、D/A変換器では殆ど実現不可能でしょうな。デジタル技術でもIIRなんかでフィルタ等の信号処理をすると384kFsだと係数語調は32ビットでは低域でリミットサイクルによる発振現象の影響が出てきますので不足で48ビットもしくは64ビット必要になりますな。

次世代フォーマット? 投稿者:ZO 投稿日: 7月18日(月)10時30分17秒
<32ビットとなるとDレンジで192dBですからアナログ技術では、 特にA/D、D/A変換器では殆ど実現不可能>

24 bitですら現在主流のライン入出力レベルでは素子を冷却して熱雑音を下げない限り不可能で、A/D, D/A変換をこの量子化語長で行うなどとは、まともな技術的知識があればはなから考えてないでしょう。

好意的に見れば、ミックスダウン・マスタリング時にディジタル処理を行うと、演算のため量子化語長が増加するので、配布メディアの量子化語長も十分に確保しておく(なるべく制作サイドでは再量子化の問題を避け、どう料理するかはエンドユーザ・リスナに任せる)、という意義はあるかも知れませんが、単なる素人騙しと見るのが妥当でしょう。

< IIRなんかでフィルタ等の信号処理をすると384kFsだと係数 語調は32ビットでは低域でリミットサイクルによる発振現象の影響が出てきますので不足で48ビットもしくは64ビット必要になりますな。>

固定小数点でのフィルタ演算の話ですか?

RE:次世代フォーマット? 投稿者:HC 投稿日: 7月18日(月)10時52分32秒

<24 bitですら現在主流のライン入出力レベルでは素子を冷却して熱雑音を下げない限り不可能で、A/D, D/A変換をこの量子化語長で行うなどとは、まともな技術的知識があればはなから考えてないでしょう。>

DR135dB位比較的簡単に作れますがな。尤も私にとってはと云うことですが。 チャンぴょんデータを公開すると誰か特定されるので書きませんが。。注文戴ければ何時でも造りますがね。

<固定小数点でのフィルタ演算の話ですか?>

近頃は浮動小数点演算をやっているのですかな。最近のDSPの事情に疎いものですから。。測定器、例えばAPなんかのオーディオアナライザでも56000系のチップが相変わらず使われているようですし、ヤマハ辺りの専用DSPでも固定小数点の様ですな。

Re:次世代フォーマット? 投稿者:NS   投稿日: 7月18日(月)11時01分17秒

AD/DAの変換精度は、せいぜい24bit(非常に困難)というのは存じていますし,アナログアンプの熱雑音や抵抗などの熱雑音もしっています。この件につきましては私が言い出しっぺではないのでご勘弁をください。

http://www.watch.impress.co.jp/av/docs/20050628/dal196.htm

東芝陣営からの提案らしい。表題ぐらいしかでていません。おおやけの場で表明しているのですから、水面下で動いているのはかんじられます。
AKAIのDSP-16は一応内部演算が54bitでしたけどね。しかし、フリーのアップサンプリングソフトを開発している作者はこの記事が出る以前から話題にしているようで、サウンドカードの改造とその周辺ソフトの改良をおこなって楽しんでいる人もいます。

RE:次世代フォーマット? 投稿者:ZO 投稿日: 7月18日(月)11時13分18秒

< DR135dB位比較的簡単に作れますがな。>

それはすばらしい。HCさんにとってももう少し難しくなるとは思いますが、-10dBmの基準レベルでSNR, DR=144dBの「DAC」が欲しいのです。作れますか?

<近頃は浮動小数点演算をやっているのですかな。>

制作環境でかなりの比率を占めるPC上のDAWでミックスダウン・マスタリングをやるなら、殆どIEEE単精度実数で、一部のエフェクトプラグインでは演算プロセスをIEEE倍精度実数演算(64 bit)で行っていることをセールスポイントにしていますね。拡張命令としてMMX程度しか使えなかったPentiumプロセッサ時代のソフトウェアエフェクトはこの限りではありません。

DSPデバイスを使ったハードウェアもいまどきのスタジオユースならADなりTIなりの浮動小数点DSPでしょう(すべてとはいいません。仕様を満足できれば新発売の機種で固定小数点DSPもありでしょう)。

民生用再生環境でも、比較的新しいAVアンプなどに内蔵のサラウンドプロセッサ等ならAD SHARCあたりを採用しているケースが多いのでは? 市場規模の小さな製品については知りません。


整数 vs 実数 投稿者:ZO 投稿日: 7月18日(月)11時21分53秒

<「ZO 」さんがご存知ないということはちょっと以外でした。>

知っていますのでコメントしました。もちろん「信号処理時」には、なるべく量子化語長の長い固定小数点演算、あるいは単精度・倍精度実数演算を使うことは不可欠です。

一連の処理後、特に最終的な語長が短いときにはディザ・ノイズシェイピングを併用し、配布メディアのフォーマットへと「一度だけ」再量子化することになりますが、その配布メディアフォーマットとして32 bit整数を採用する意義があるかどうか?という点について素人騙しと申し上げました。

<AKAIのDSP-16は一応内部演算が54bitでしたけどね。>

仕様がすぐには見つからないので確認できませんが、"アキュムレータ"の語長が54 bit整数でレジスタは24 bit整数ではないですか? その場合演算は24 bit x 24 bit整数で行われます。浮動小数点DSPではIEEE単精度 32 bit実数が主流です。

RE:次世代フォーマット? 投稿者:HC 投稿日: 7月18日(月)18時17分11秒

<-10dBmの基準レベルでSNR, DR=144dBの「DAC」が欲しいのです。作れますか?>

−10dBmの基準レベル、パスバンド周波数帯域は?、プロオージオ業界の言い方だとノミナルレベルとしてヘッドルームは?、まあ何れにしてもSNRは無理でしょうな。之は多分アナログミキサでも。。

RE^2:次世代フォーマット? 投稿者:ZO 投稿日: 7月19日(火)08時53分25秒

帯域については、なにしろ人間が聴くものですからIEC, IHF A-weightedでどうでしょうか。192 kHzないし384 kHzサンプリングの可能性を追求するのにそれでは甘すぎる、ということでしたらunweighted, fs/2 LPF ということになりますか? また前投稿では-10dBmと書きましたが、この際ですからまずはプロ音響機器向けに+4dBu基準、nominal headroom=19dB でいかがでしょう。

RE:次世代フォーマット? 投稿者:HC 投稿日: 7月20日(水)05時35分13秒

手持ちの自作ADCを測定してみました。作ったのは9年程前ですが、(この年に定年退職しました。)一案じゃなかった一応チャンと動作しています。Fs=48kHzサンプリングでDR=139.4dB、THD+N=−112dB位は取れています。測定には手持ちのR&SのUPD、及びAP SYS2722Aを使用しました。その後アイデアもあり今作ればDRで140dBは越えれると考えています。次にDACですがDR=134.4dBは取れていますが現状でもう2dB位は改善できそうですね。退職後あまりこの方面は研鑽を積んでいないので今のところ此処等が私の実力かと考えています。ということでどうもご期待に添えそうにはありませんね。

最後に、AD+DAでDR130dBを確保したシステムを販売している商品にドイツのステージテックのミキサー(本体価格6500万確か和歌山に入っている)、ヤマハのPM1D(システム価格2000万)があるそうですな。共に定数を巧く設定してやればDR135dB位は行きそうですね。共にアイデアは同じのようです。

RE:RE:次世代フォーマット? 投稿者:ZO 投稿日: 7月20日(水)08時39分10秒

< DACですがDR=134.4dBは取れています>

なるほど。ここ数年で仕様上のモノリシックΣΔDACチップのDRがようやくA-weightedで120dBのDRをうたえるようになりました。単純に換算はできませんが、無理に単純に換算すれば漸くDR 20 bit相当に達したということでしょうか。

今後は、高い技術を持つアナログ技術者が、実際の運用でもそのまま使えるような冷却技術等併用しつつ、まずは24 bit相当の壁を破っていただきたいものです。

32bit 384kHz ADC/DAC? 投稿者:志賀 投稿日: 7月24日(日)22時42分25秒

<…ということは、CDの擬似Hiーbit化も含めて音楽ソフトメディアのフォーマットとしては24bit以上の規格の可能性はない、もしくは必要ないと思っていいのでしょうか?>

このところのハイビット・ハイサンプリングADC/DACの議論は、NSさんの7月16日の投稿で32bit 384kHz が近々実現するんではないかという話に始まっています。これについて否定的な意見もありましたが、私は実現するんではないかと読んでいます。

その理由は、それが必要であるからではなく、それが可能になるからというものです。ご存じのようにディジタル機器の高速・高ビット・低価格化はパソコンの世界ではすざましい勢いで進行しています。これはもちろん実際にメリットがあり需用も旺盛だからです。そして、この技術の進歩をオーディオの世界に借用すれば上記の実現もそれほどコストをかけずに実現することが可能になるんではないでしょうか?

このような例はこの世界にはよくあります。また、ケーブルの話を持ち出しますが、銅の高純度化は、LSIの配線材などに使うことを念頭に開発された技術で実際高純度化するメリットはあるわけですが,誰かがこの技術をオーディオケーブルに応用することを考え、ほとんど意味がないのにかかわらず 6N,7N,8Nと数値がエスカレートしているのはご存じの通りです。


例によってシニカルで少々乱暴な議論ですが現実はこんな所ではないでしょうか?

Re: 32bit 384kHz ADC/DAC? 投稿者:CA 投稿日: 7月25日(月)23時33分43秒

< このところのハイビット・ハイサンプリングADC/DACの議論は、生録趣味さんの7月16日の投稿で32bit 384kHz が近々実現するんではないかという話に始まっています。これについて否定的な意見もありましたが、私は実現するんではないかと読んでいます。 その理由は、それが必要であるからではなく、それが可能になるからというものです。>

管理人さまの意見に賛成いたします。しかし新しいフォーマットは業務用だけにして、これ以上音楽フォーマットを増やさないでほしいというのが今の気持ちです。ユーザー側としてはもうCDで十分ではないですか。 DSD化やハイビット化は最終的にCDフォーマットに落としても確かに良い音を聴かせてくれるので歓迎ですが、録音や演奏の良い物ならCDのフォーマットとて侮れませんよ、CDの情報を100%出しきればすごい事です。私のリスニング環境もたいしたことはありませんが、機器を代えたりセッティングを変えたりすると音場感が上がってゆきますから、まだ100%には遠いなと日々感じています。

DSDやハイビット化をKeywordで表せば、まろやか、滑らか、柔らか、暖かさ、包み込む感じ、陰影感、などで表せると思います。ところで1bitDACといえば、DAC7。高々16bit相当ですが良い音を聴かせてくれています

Re: 32bit 384kHz ADC/DAC 投稿者:NS 投稿日: 7月26日(火)01時51分34秒

CD さんへ

上位フォーマットが現れると、下位フォーマットの音質も良くなると言う経験は良くあることです。卑近な例か、当てはまるかどうかわかりませんが、カセットでメタルテープが登場したとき、ヘッドの改良が盛んに行われました。また、メタルテープはテープ表面の光沢が酸化鉄系よりも良いので走行系の改良も行われました。その結果、ハイポジション、ノーマルテープの音質も底上げされました。同様にADC.DACもハイサンプリングやDSD等が登場により改良され、昔のCDの音質も向上したのは実感できると思います。

しかし、やはりCDはヴァイオリンの艶やかな音色や、きらびやかな金管、打楽器等の響はどうしてもスポイルする部分があるのは私は感じています。ぜひともDVD-AやSACDの世界に踏み入れてみてください。

Re: Re low bit delta-sigma DACs 投稿者:HD 投稿日: 7月26日(火)09時23分7秒

志賀さん、皆さん:

< ところで、DSDデータまでマルチビット化するとなると一体SACDのメリットは何なんでしょう?>

超ど級の英国某社の再生システムはRing DACと言う5 bitのDACだそうです。また、国産最高級のT社のDACはPCM変換してます。従って、

「DSDの最大の特長は、回路構成がとてもシンプルに実現できること。最近のデジタルレコーディングではアナログ信号をデジタル信号に変換するところに、オーバーサンプリングA/Dコンバーターが使われています。このA/Dコンバーターの最初の部分ではアナログ信号が1ビットのデジタル信号に変換されます。CDなどに記録する為には更にデシメーション処理を行ってPCM信号を生成しなければなりません。 従来のPCM方式では、その直後に、マルチビットのPCM信号に変換する為の間引き処理が行われます。同様に再生時にもPCM方式では、補間データの作成がデジタルフィルターで行われ更に、1ビット信号に戻すデルタ・シグマモジュレーターを通します。 対してDSD方式では、A/D変換された1ビットの信号をそのまま記録。再生も極端に言えばアナログローパスフィルターを通すだけのシンプルなシステムで行えます。」

というメリットはどうなったのかな? と感じてます。
http://www.super-audiocd.com/aboutsacd/format.html


Re: 32bit 384kHz ADC/DAC? 投稿者:志賀 投稿日: 7月26日(火)09時39分36秒

CA さん

<しかし新しいフォーマットは業務用だけにして、これ以上音楽フォーマットを増やさないでほしいというのが今の気持ちです。>

はいおっしゃる通りです。実は、このタイトルも本来「次世代フォーマット?」へのレスだったのですがあえて「32bit 384kHz ADC/DAC?」というタイトルにしたのは、これが実現しても業務用か一部アマチュア愛好家の間で使われても、民生用として「次世代フォーマット」として採用されることはまずあり得ないだろうと思います。これは、それ現在のDVD-Audio の現状を見れば明らかです。民生用「次世代フォーマット」として成功するには少々の音質向上程度ではだめでしょう。プラスαが必要です。

SACDについては+αとして、CDとの互換性、多チャンネル化などがあるようですが、さてどこまで普及するんでしょうか?

<ユーザー側としてはもうCDで十分ではないですか。DSD化やハイビット化は最終的にCDフォーマットに落としても確かに良い音を聴かせてくれ>るので歓迎ですが、録音や演奏の良い物ならCDのフォーマットとて侮れませんよ、CDの情報を100%出しきればすごい事です。>

私もそう思います。最近オーディオ誌で高品位録音のCDの付録が付くことがありますが、雑誌の内容はともかくとして、このCDの高音質には感心させられます。優秀な録音エンジニアが注意深く作ったCDの音質は侮れないものがあると思います。(少なくとも私にはこれで十分です)

ReRe low bit delta-sigma DACs 投稿者:志賀 投稿日: 7月26日(火)18時44分45秒

HD さん

また穿った見方ですが、本来のDSDだとメカは別にして、クロックを高精度化する、高級なアナログフィルターを付けるくらいしか高級化(?)の方法、つまり宣伝の方法が限られるということがあるんではないでしょうか? それに対してPCM化すると、最新の補間技術やDSP技術なども使え、いろいろ宣伝できる?

そういえば、本家DSD
http://www.super-audiocd.com/aboutsacd/format.html

の最高級モデルはメカとクロックの高精度化をうたっていますね。DACについてはスーパーオーディオDACとというもので、1bitDACを複数個組み合わせたものだそうです。恐らく、2ch のSACDは基本的にはフィルターだけなんではないでしょうか? 高域リミットは50kHz になっているので、DSD特有の超高域ノイズはカットしているようです。さすがに製品の方では100kHzまで再生できるという文言は消えてますね。

しかし、私にはこの方式がSACDの再生には最もシンプルで理にかなった方法と思えます。


Re: 32bit 384kHz ADC/DAC 投稿者:CA 投稿日: 7月26日(火)22時59分54秒

NS さま

<やはりCDはヴァイオリンの艶やかな音色や、きらびやかな金管、打楽器等の響はどうしてもスポイルする部分があるのは私は感じています。ぜひともDVD-AやSACDの世界に踏み入れてみてください>

おっしゃるとおりでございます。ハイブリッドSACDならCDとコンパチなので使い勝手も良くソフトはSACDを購入しています。私は評論家の意見は信じておらず全て自分で見たり聞いたりして判断していますが、試聴や検討ではヴァイオリンの艶やかさ等のSACDならではの世界を再現するためには60万ぐらいの機器が必要と考えておりいささか躊躇している次第です。これはほとんどがSACD+CD機で、さらにマルチCH化されているので2CHに徹したCDに比べかなり割高になっているためと考えています。さらに私のようにサラウンドが体質に合わない者にとってSACD機を2CHで使うのは不経済この上なく感じています。しかしいずれ導入したいと感じております。

志賀様

<CDの音質は侮れない>

志賀様のように数学的な検討ではないのですが、CD、SACDを比較して明確に異なるのは何でしょうか。普通の人間は高々16000hzぐらいが可聴限界であり耳の良い人で20000hzですからCDでも十分カバーしています。倍音成分も聴こえなければ意味は少ないと思います。ひずみ率も0.001%レベルなので問題では無いと思います。Dレンジも96db有れば事実上関係ないはずです。サンプリングも最後にローパスFをかければなだらかに繋がってしまうはずです。そこで超音波とアルファー波の話になる前に、ジッターによる揺らぎと位相特性のほうが現実的だと思うのです。

良いCDソフトを良いDACを搭載しアナログ回路が全てデスクリートで組んであるような機器でかけると確かに音場が違うのがCDでも感じ取れ、広がりや奥行き感に加え音源が「立体感」を持っています。ヴァイオリンの艶も出てきてSACDと遜色ないぐらいの場合も感じます。

反対に全ての機器とは言いませんが一般に普及機や悪いソフトはベタッとした感じで艶もありません、なんとなく「電気っぽい音」で「もやっと」しています。ヴァイオリンがキンキンしていますね。
私の経験から、音源が立体的に感じたり、艶を感じたりするのは、揺らぎや位相特性が良いからで、つまり録音とプレーヤーの性能の問題である気がします。このように思い、録音が良くて機器が良かればCDからまだ情報が引き出せるという考えになりました。DSDやハイビットによる録音+編集もこのあたりが向上しているからCDへ落としても音が良く感じるのではないでしょうか。

最後に、体調による変化もかなりあると思います。
私だけでしょうか?肉体的精神的に疲労しているといつもの音が聴こえません。

Re: 32bit 384kHz ADC/DAC 投稿者:HC 投稿日: 7月27日(水)07時37分14秒

<普通の人間は高々16000hzぐらいが可聴限界であり耳の良い人で20000hzですからCDでも十分カバーしています。倍音成分も聴こえなければ意味は少ないと思います。ひずみ率も0.001%レベルなので問題では無いと思います。>

CDは理論的には22.05kHz迄記録されていることになっていますが、之は連続信号の場合であって、音楽信号などは非連続信号の集まりの場合本当にこれだけの周波数帯域で充分なのか疑問を持っています。(例えば、テクトロニクスではサンプリング周波数は必要帯域の4倍以上を推奨しています。)アドヴァンテストなどのFFTでは2.56倍に設定されています。

元々高速1ビットレコーダを作るきっかけはアナログであれデジタルであれアンチエイリアスフィルタが音を悪くしている様だとの経験からだと伺っています。

次にひずみ率も0.001%レベルなので問題では無いと云うことですが之はフルスケールの入力に対してであって、ノミナルレベルをー12dBとするとこの時で略THD+Nで0.006%位になります。平均レベルが之より30dB低いとするとTHD+Nは0.18%位となります、また再生信号がー70dBFs以下になってきますと入力信号に自己相関の強い聴感上有害なノイズの発生がするので之を避ける為に録音側でディザ等が付加されるのは周知の通りです。古いCDでは量子化雑音が聞こえる物も有ります。まあ普通に音楽を聴いていて現在のCDが問題になる事は考えられませんが

ディジタル機器の性能はコンピュータの高速大容量化の要求に牽引され、驚くべきスピードで進歩しています。当然ここで培った技術をオーディオ用にも応用しようとする技術者が出てくるのは自然お流れです。ただそれが本当に必要なのか? となるとかなり疑問が残ります。

このタイトルの内容はかなり専門的で私にもフォロー出来ていないところもあります。


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