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ディジタル録音・再生 諸々

このページはディジタル録音・再生についての話題です。うまく整理は出来ていませんが、前半は量子化ノイズ(歪み)後半はサンプリングレートに関することが中心話題です。

ノイズシェーピングと補完技術等 投稿者:HD 投稿日: 2005年2月16日(水)15時39分11秒

EMIのARTリマスター盤には、「最適な音質」を得るためにnoise shaped via the Prism SNS」と書いてあります。DACにはノイズシェーピングを取り入れたのもあり、一方PCM化によって失われた情報を予測、補完するためのレガートリンクコンバージョンやアルファ・プロッセッサ等の技術もあります。
また、最近は「音楽再生においてはサイン波の再現性以上にパルス成分の再現性が重要であるということで。筑波大学で発明された新しい数学理論「フルエンシー・セオリー」にもとづいいたDSPタイプのD/Aコンバーター」と言うのもあります。これらの技術の差は判りやすく言うとどうなのか教えて頂きたく。よろしくお願い致します

RE:ノイズシェーピングと補完技術等 投稿者:NS 投稿日: 2月17日(木)10時55分24秒
HD さまへ

デジタル音声信号はほとんどn倍のオーバーサンプリングもしくはアップサンプリングされます。そのため本来あるデーターの間にどういうデーターを入れるかが、ミソとなります。普通は、間のデーターはゼロを挿入してF(x)=SIN(X)/Xの関数近似でオーバーサンプリングをしているらしいです。 フルエンシーの場合、実データーの間にフルエンシーに良く使われる関数で計算した結果を補完近似データーとして挿入されているとの事です。よく理解できていませんが概要はだいたいこんなものだと思います。

ノイズシェーピングは、SBMが有名ですが、ダイナミックレンジはビット数だけでなく時間軸にも関係している事に注目した技術です。たとえばFs=48kHzのサンプリング周波数で、20bitの信号を16bitに使用と考えたら、4ビット分の階調をビット数に割り当てられないので、階調をあらわす為に時間軸で表すようにしているのです。 つまり、ノイズシェーピングは、マルチビットにSACDと同じような1ビットの信号を付加したような感じになっています。そのため高域にノイズが多くなっていまし、デジタルフィルターで耳に判別しにくい領域に追いやっています。つまり、低い周波数だと、n×Fsの足場の長い階段状の信号に4ビット分の分解能を持つ1ビットの信号(SACDと同じような信号、この場合Fs=48kHz)を入れているように想像してください。良くご存知の方がおられましたなら、訂正と追補をお願いいたします。

CDプレーヤーの音質について 投稿者:IR 投稿日: 2月18日(金)14時19分52秒

最近,このホームページを読ませていただくようになりました。無駄な労力や費用を使わずに,音楽自体を楽しむのに,とても有益だと思って感謝しています。

ところで,ひとつ教えていただきたいのは,CDプレーヤーは,価格によってそれほど音質に差異がないとの点です。機械的な部分,CDの読みとりの部分ついては,補正機能があるため,あまり差が生じないというのは納得できるのですが,デジタルのデータをアナログ信号に返還する部分(DACというのでしょうか?)については,実際に音を作るともいえる部分なので,費用をかけることによって,製品に大差が生じるような気もするのですが,いかがでしょうか。あるいは,これもアンプと同様の議論になるのでしょうか。

Re CDプレーヤーの音質について 投稿者:志賀 投稿日: 2月18日(金)22時17分25秒
IR さん

音質についてまともに論じるとまた一悶着起こりそうなので、とりあえずこのHPで関連した所を紹介しておきます。

オーディオの科学のCDPの項では、一般論としてはDACとそれ以降のアナログ回路が音質を決めている。と書いています。

私の体験は、オーディオ暦の最後の部分にCDPを取り替えてもあまり差を感じなかった。
と書いています。

CDPではありませんが、DVD-Video についての体験をこの掲示板の2月13日付、T.W. さんへのレスに書いております。48kHzと96kHz のサンプリング周波数の違いを聴き取れたかもしれないという話です。人間の耳は量子化歪みに対しては結構敏感なのかもしれません。残念ながらデータにはお目にかかったことはありません。

ブラインドテストの結果としては、リンクをたどると
http://www.pcavtech.com/abx/abx_cd.htm

へ到達します。14bit マシン以外では有意差は認められなかったそうです。

例も少なく、少し古い機種のようなので、この結果をどう受け取るかは人それぞれだとおもいます。

自分はαプロセッサー方式のDACが気に入っています。この方式に限らず、合理的な補間法を取り入れた中級品で十分ではないかと思っています。

超高級品はあまり音質に関係ないところにお金をかけているような気がします。もちろん、メーカーの宣伝文句はそうではありませんが。

ただし、この部分について異論のある人もいるかと思いますが、個人の聴感に基ずく意見にはコメントしませんのでお含み下さい。

量子化雑音 投稿者:MK 投稿日: 2月19日(土)23時50分54秒
皆さん、こんばんは。

10年くらい前に量子化雑音に関する実験をしました。当時はCDデータをHDに入れてWAVファイルを処理をするようなことは無かった(知らなかった)ので、CDトランスポートとDA変換器の間の光リンクの部分に下位ビットを切る装置を作りました。

その実験では、12ビット以上では16ビットの場合と区別がつきませんでした。8ビットでは曲間のところでチュルチュルという音が出て誰でも判りました。ただ、この場合でも、音楽がなっているところでは、あまり雑音は目立ちませんでしたが、少し聴こえました。これよりもっとビット数を減らした時は雑音は波形から創造されるようなギザギザ(?)した感じではなくて、音楽は普通通りに流れ、それに雑音が混ざっているという感じでした。1ビットだけの時でも大きな雑音の中から音楽は聞こえました。人間の聴覚は大したものだと感心したのを想いだします。

量子化雑音 投稿者:HD 投稿日: 2月20日(日)10時06分17秒
MKさん:

下のサイトに現行CDフォーマット、DSD、192HzサンプリングPCMを10KHzの矩形波を録音し、アナログに変換した波形が比較されています。 現行CDフォーマットでは正弦波になってしまってます。 他は矩形波を保ってますが、高周波ノイズ(高調波)が乗ってます。DSDの高周波ノイズレベルはかなり大きいようです。この高いレベルのノイズが可聴域に悪影響を及ぼすと言う説もあるようです。

SACDはあまり聴いた事はない(サラウンドは聴いた事ないです)のですが、2チャンネルエリアとハイブリッドされているCD層を聞き比べるとCD層のほうが自然な再生音に感じます。通常CDに慣れ親しんでいる為でしょうか。通常CDをWAVファイルに落としてPCソフトで192Hz 24bitに変換してDAD-Aを作ると少し良くなります。 量子化歪が減るためでしょうか。

http://www.smr-home-theatre.org/surround2002/technology/page_07.shtml

RE:量子化雑音 投稿者:KT 投稿日: 2月20日(日)11時51分52秒
MKさん、HD さん、こんにちは。

<その実験では、12ビット以上では16ビットの場合と区別がつきませんでした。>

以前、私が設計した機器で、お客様から「変な雑音が聞こえる」とクレームがあって、調べたら、DAC不良で 18bitの最下位ビットが欠けていたと言うことがありました。たまーに、こういう蝙蝠並の優秀な耳の持ち主がいらっしゃる様です(笑)

<通常CDをWAVファイルに落としてPCソフトで192Hz 24bitに変換してDAD-A を作ると少し良くなります。 量子化歪が減るためでしょうか。>

PCソフトの方で、特殊処理すればまた別ですが、普通は CD の量子化雑音は減りません。正確に(?)記録された雑音が出てきますね。


量子化雑音/量子化歪 投稿者:HD 投稿日: 2月20日(日)14時33分20秒
KT さん:

<< 通常CDをWAVファイルに落としてPCソフトで192KHz 24bitに変換してDVD-A を作ると少し良くなります。 量子化歪が減るためでしょうか。>>
<PCソフトの方で、特殊処理すればまた別ですが、普通は CD の量子化雑音は減りません。正確に(?)記録された雑音が出てきますね。>


蝙蝠耳の持ち主で無いので(^^;)良く判ってないのですが、16bitのCDで量子化雑音は聞えるのでしょうか?聞えるとしたらどんな音でどの位のレベルでしょうか。

ちなみに我家の環境ではソフトによりますがADDでは、テープのヒスノイズやとテープレコーダのゴロノイズは聞こえますが、邪魔になるほどのレベルでは無いです。 DDDでも録音時のエアコンからとおぼしき低音ノイズが聞こえるソースもかなりあります。

一方量子化歪ですが、2,3CDPのカタログを見たらいずれもアナログ出力で高調波歪は0.001%以下ですが、この数字には量子化歪は含まれているのでしょうか? 含まれているとしたら、人の感知限界(1%と言われてます)をはるかに下回っていると思います。

RE:量子化雑音 投稿者:KT 投稿日: 2月20日(日)15時54分31秒

ご質問の主旨が定かでないですが・・・
量子化歪みと言う言葉は、一般に存在するんでしょうか?量子化雑音と同じ意味ですかね?

<一方量子化歪ですが、2,3CDPのカタログを見たらいずれもアナログ出力で 高調波歪は0.001%以下ですが、この数字には量子化歪は含まれているのでしょうか? >

何を区別しようとされているのか不明ですが、量子化雑音と言う意味なら、無論、含まれています。しかし、これは信号がフルスウィングで入っている場合です。つまり、実質的にはどれだけの信号レベルがあるかにより、率は変わりますね。量子化雑音の方は一定なので、低レベル入力時には率は悪くなりますが、それが明瞭に聞き取れるぐらい大きな音では、難聴になる畏れもあるわけで(^^;)。

普通、ADD のテープヒスよりは 10dB以上小さいと言えるんじゃ無いですか。余程特殊なアナログ録音を除けば。

(無題) 投稿者:MK 投稿日: 2月20日(日)17時13分5秒

<以前、私が設計した機器で、お客様から「変な雑音が聞こえる」とクレームがあって、調べたら、DAC不良で 18bitの最下位ビットが欠けていたと言うことがありました。たまーに、こういう蝙蝠並の優秀な耳の持ち主がいらっしゃる様です(笑)>

わー、凄いなあ。こう言う人が近くにいたら、いろんな実験が出来るのに。この能力を何とか役立つようにしたいものですね。以前、ラ技の筆者(M氏)で何かを感じられる方がいらっしゃったと思ったのですが、確かな実験をなさらなかったので、何も残りませんでした。やっぱり、そう言う特殊能力の持ち主がいるのですね。

量子化歪 投稿者:HD 投稿日: 2月20日(日)17時35分19秒
KT さん:

<量子化歪みと言う言葉は、一般に存在するんでしょうか?>

あるようです。 検索かけると沢山出てきます。下は1例ですが。
http://64.233.179.104/search?q=cache:Az6NIbiEProJ:www.brl.ntt.co.jp/people/moriya/patent/JAP_patent_link/all_pdf_jap/UTKAS60-217744-KOK.pdf+%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8C%96%E6%AD%AA&hl=ja

RE:量子化歪 投稿者:KT 投稿日: 2月20日(日)17時44分13秒

なるほど。確かに、ブロック符号化なんかでは各ベクトルに対するそれは量子化歪みと言った方が適切かも知れませんね。ただこの場合にも基本的な意味は量子化雑音と同じですから、敢えて言い方を変える必要も無い様には思います。特に線形符号化の場合は。

量子化雑音と量子化歪み 投稿者:志賀 投稿日: 2月20日(日)17時57分9秒

量子化雑音と量子化歪が話題になっていますが、私のHPのCDの項ではかなりいい加減に書いています。原音(というよりA/D変換の前のアナログ信号)とプレーヤのDACから出てきた信号の差といった意味に使っていますが、学術的には正しくないかもしれません。

私の理解では、アナログ信号とディジタル化した信号の差は、量子化雑音というのが正しいようですね。 元の信号には含まれない余分な信号なので雑音と呼ぶんだと理解しています。ディジタル信号特有の折り返し信号が不完全なフィルターにより混じり合うための信号の変形を折り返し歪みとよぶようです。元の信号を変形するから歪みと呼ぶんだと思いますが。

間違っておれば訂正願います。

ところで、人の耳に敏感なのはどの部分なのでしょう?


量子化雑音と量子化歪み 投稿者:HD 投稿日: 2月20日(日)20時58分5秒

題名と直接の関係は無いかも知れませんが、かなり前の外国製のDACで、PCM信号を量子化信号に変えたあと、なるべく多くの点をスムーズに繋ぐ(いわば「雲形定規」方式)ロジックを差替え可能なROMに入れておき、時々バージョンアップしていた製品があったように記憶します。 詳細は不明ですが、なかなかのアイデアだと思いました。

RE^3:量子化雑音 投稿者:KT 投稿日: 2月20日(日)21時20分41秒
皆さん、こんばんは。

<ディジタル信号特有の折り返し信号が不完全なフィルターにより混じり合うための信号の変形を折り返し歪みとよぶようです。>

そうですね。でもこれも「折り返し雑音」とも言います(元が aliasing error なんで、ニュアンス的には歪みで良いとも思いますが)。

<ところで、人の耳に敏感なのはどの部分なのでしょう?>

ADC と DAC で違いますね。A/D する時に、Fs/2 以上の信号が相当に入っていると、酷い雑音・歪み感になります。非調波成分が可聴帯域に入ってきますから。D/A の場合には、単に可聴帯域外の雑音レベルが高くなるだけなので、そんなに問題にはならない・・・と言いますか、例えば P社 のレガートリンクとか、L社のフルエンシーとか、周波数領域で言うなら、可聴帯域外の折り返し雑音を増やす行為以外の何物でもありません。

<なるべく多くの点をスムーズに繋ぐ(いわば「雲形定規」方式)>

上の様な事情ですので、時間領域での滑らかさ云々と言った話は、「話半分」位に聞いて於いた方が宜しいかと。勿論、それが個人の趣向に合うのでしたら、それはそれで結構なことですが。

尚、これ以外にも、国内メーカでちゃんとした(?)可聴帯域の「高調波成分」を合成するシステムの提案が二社ありました。簡単に言って、帯域を幾つかのブロックに分けて、下の帯域との相互相関係数から可聴帯域外の高調波を補償するものですが。私個人の主観では、相当イイ線いってたと感じましたが、流行りませんでしたね。ま、私の駄耳は当てにならないですけど(^^;)

しつこいようですが 投稿者:HD 投稿日: 2月21日(月)10時12分38秒
KT さん

<例えば P社 のレガートリンクとか、L社のフルエンシーとか、周波数領域で言うなら、可聴帯域外の折り返し雑音を増やす行為以外の何物でもありません。>

ネットで調べたら、P社、L社それぞれ、「周波数特性 2Hz~20kHz」、「周波数特性 4Hz~45KHz(DVDオーディオ、SACD)、4Hz~20KHz (CD)」 となってます。人工的に補間され20KHz以上まで伸びるとの事なんですが、スペックの周波数特性には入らないのでしょうか? 説明の図ではCDでも20KHzで急峻に落ちないでもっと高域までなだらかに伸びているのですが。

<< なるべく多くの点をスムーズに繋ぐ(いわば「雲形定規」方式)>>
<上の様な事情ですので、時間領域での滑らかさ云々と言った話は、「話半分」位に聞いて於いた方が宜しいかと。>


このDAC使っているわけではないのですが、お説の「時間領域での滑らかさ云々」がいまいちよく理解できません。ジッターは別問題ですよね。

ボキャ貧の私は混乱しているのですが、 雑音=noise, 歪=distortion, error=誤差と覚えているのですが、ディジタル信号を論ずる場合これらの因果関係は「雑音」が原因で歪や誤差(あるいは誤り)がでると解釈して宜しいのでしょうか? つまり諸悪の根源は雑音にありという事ですか。

レガートリンク 投稿者:MT 投稿日: 2月21日(月)12時16分18秒

レガートリンクを使ってるパイオニアのPD-T04Sのライン出力をFFTソフトで測って見たことありますが、22kHzまでほぼフラットに伸びてました。8倍オーバーサンプリングの古いCDプレイヤーは18kHz周辺でカットされ始め20kHzではほとんど信号が無くなっていました。

古いCDプレイヤーでは、グラフを出している時も1kHzを超えたあたりで、高い周波数に、基音に付随するように移動する別の高い音が出ていたりしました。

PD-T04Sは15kHzを超えたあたりで、同じ様な別の高い音が僅かに出始めた記憶があります(記憶がかなり適当ですが)

聞こえない領域でのノイズ対策は、新しい機種の方が良いと思います。オーバーサンプリングやレガートリンク、SACD等の高音質化技術はこの辺の聞こえない領域の音を改善する技術だと思ってます。

レガートリンク 投稿者:HD 投稿日: 2月21日(月)13時52分39秒

<レガートリンクを使ってるパイオニアのPD-T04Sのライン出力をFFTソフトで測って見たことありますが、22kHzまでほぼフラットに伸びてました。>

そこまでしか伸びてないですか。理屈ではサンプリング44.1KHzのPCMではその
1/2、22.05KHzまで録音出来る筈なんですが。

RE:レガートリンク 投稿者:MT 投稿日: 2月21日(月)14時54分1秒

そこまでというか…PCのFFTソフトの上限が22kHzですのでカタログ通りなら、その上はたぶんダラ下がりに50kHzまであるんじゃないかと…

RE:レガートリンク 投稿者:MT 投稿日: 2月21日(月)14時59分44秒

まぁ50kHzまで出せても、そこまで入ってるCDが無いんですが… もしかすると20kHz近辺の正弦波でも、勝手にレガートリンクが倍音を作って三角波とかになってるかもしれないですが… どういう基準で高い周波数の音を付けたしてるんでしょうね?ちゃんと音色の違いによって三角波とか矩形波とか作り分けてるんでしょうか?

アルファプロセッサー 投稿者:志賀 投稿日: 2月21日(月)15時18分17秒
MTさん HD さん

ちょっと特定の製品についてですが、DENONのアルファプロセッサーのガタログの技術解説は丁寧に書いていますよ。

http://denon2.jp/catalog/cdplayer_all.pdf

です。


折り返し雑音 投稿者:KT 投稿日: 2月21日(月)22時17分55秒
みなさん、こんばんは。

少々誤解があるようなので、ちょっと絵入りの解説を作ってみました(^^;)
http://www.gem.hi-ho.ne.jp/katsu-san/ailiasing.html
というわけで、帯域幅が幾つかと言うのは別の話ですし、レガートリンクが作っているのは、倍音ではありません。

αプロセッサに関しては、一つは上のフィルタを信号成分によって切り替えているのと、信号成分が高域成分を含まない場合には可聴帯域内でのフィルタを持っていて、これで正弦波っぽくしている事ですね。(生憎、上手い表現を持ちませんので、解り難いかもしれませんが)後半に関しては、Kenwoodの DRIVE プロセッサも概ね同じですが、既に Hi-Fi 撤退と云ふ印象ですね(笑)

RE:折り返し雑音 投稿者:MT 投稿日: 2月21日(月)23時53分9秒

なるほど、レガートリンク等は20kHzでカットして付け足す技術ではなくて折り返し雑音を有効利用した技術なのですね? そういえば、PD-T04Sのライン出力でFFTグラフを見ていたときに18kHz周辺で高い周波数から降りてくるノイズをグラフが書いていた記憶があります。

古いCDプレイヤーでは、基音に並んで移動するノイズがあったのですがアレはそうすると、Fs~3Fs/2の折り返し雑音と言う事でしょうか。もっと高い周波数ではFs/2~Fsと思われる降りてくるノイズもあったかも…
アレは何かとずっと思っていたのですが、正体が折り返し雑音だったとは…
勉強になりました、ありがとうございます。

ところで確認なんですが、8倍オーバーサンプリングフィルターの時は折り返し雑音の1つ目は、8Fsを中心とした15Fs/2~16Fs/2の範囲にあって8Fsを基準とした、8Fsの整数倍の高い周波数に延々とあってFs/2~15Fs/2の範囲には折り返しノイズは無いという理解でよろしいんでしょうか?

RE:あと 投稿者:MT 投稿日: 2月22日(火)00時01分55秒

おぉ、まだまだ私は理解が全然足りない様です。もうちょっと勉強して来ます。ありがとうございます。

FFTソフトのグラフで、低い周波数で出たノイズは折り返し雑音では無いような気がしてきました。折り返し雑音なら、FFTソフトのグラフの測定外で現れるはずですもんね。

RE^2:折り返し雑音 投稿者:KT 投稿日: 2月22日(火)00時47分11秒
MT さん

< なるほど、レガートリンク等は20kHzでカットして付け足す技術ではなくて 折り返し雑音を有効利用した技術なのですね?>

そう言うことです。有効か否かは個人差があるかも知れませんが(^^;

<ところで確認なんですが、8倍オーバーサンプリングフィルターの時は折り返し雑音の1つ目は、8Fsを中心とした15Fs/2~16Fs/2の範囲にあって8Fsを基準とした、8Fsの整数倍の高い周波数に延々とあって Fs/2~15Fs/2の範囲には折り返しノイズは無いという理解でよろしいんでしょうか?>

はい、それで正しいです。

追加 投稿者:KT 投稿日: 2月22日(火)07時40分56秒

ご質問を見逃してました(A^^;)

<「時間領域での滑らかさ云々」がいまいちよく理解できません。>

雲形定規で滑らかに点と点とをつなぐのは、時間領域での滑らかさを求める事で、これは下のレガートリンク/フルエンシーの話とかと同じです。

尚、前の投稿で相互相関係数云々という話をしましたが、これは本当に倍音を求める作業で、レガートリンクやフルエンシーとは別物です。二社と書いたので、もしも誤解を与えたとしたら、申し訳ありません。m(__)m

折り返し雑音 投稿者:MM 投稿日: 2月22日(火)16時33分1秒

難しい議論が交わされていて、私のような凡人は理解に苦しんでいるところですが、面白いページを見つけました。下記のURLです。
http://www.digitalfilter.com/jpclass.html

RE^3:折り返し雑音 投稿者:HC 投稿日: 2月24日(木)05時57分21秒

別の版で本BBSを知りました、初めて投稿いたします。

<< Fs/2~15Fs/2の範囲には折り返しノイズは無いという理解でよろしいんでしょうか?>>
<はい、それで正しいです。>

之はフィルタの設計方法に因って替わってくるように思いますがね。。

RE^4:折り返し雑音 投稿者:KT 投稿日: 2月24日(木)21時41分57秒
みなさん、こんばんは。

どっちかというと「正確さよりも分かり易さ」が元来 拙の主張でして、細かい話をやりだすと きりが無いのですが・・・ちょっとだけ(^^;)

<之はフィルタの設計方法に因って替わってくるように思いますがね。。>

もちろんフィルタの遮断域での減衰特性が不十分なら、その分だけ漏れてきます。これは当然ですね。それと、普通は一気に8倍とかでは無く、2倍して更に 2倍してという方法なので、最初のフィルタと二段目、三段目は特性が異なりますが、その影響もあります。

誤解の無いように付け加えるなら、現在は D/A A/D 共にΔΣ変調をはじめシェーピングをかけるのが一般的ですが、これによって高い周波数で雑音が増すのは、折り返しではありません。ある意味では、高域の折り返し雑音が再量子化雑音に転化された、と言えなくも無いですが (^^;)

20kHzの帯域幅が話題になってますが、これも関連する話なので、少々。周辺機器の性能では無く、人間の聴覚特性から決まったのは、志賀さんのご指摘の通りです。俗に 20kHz 以上が聞こえないと言います。

で、この特性は内耳より中耳の伝達特性による、という報告がありますが、これは相当急峻に遮断されるそうで、従って我々人類は、前回ご紹介した様な、ばたついたインパルス応答を中耳で作っているのだ、とも言えます。

もちろん階段状関数でも振動するのは同じです。階段状関数はディラックデルタの積分です(って、 QED とかやった先生方にはお馴染みのわけで、志賀先生の前で語るのは釈迦にナントかですね・・・ (A^^;))

但し内耳に直接訴えかければ(^^;)、(具体的には骨伝導であれば)超音波領域~最大100kHz 以上~まで聞き(?)取れるという報告もあります。それがオーディオ再生にどれほどの意味があるかは、また別の問題ですが。

CDの規格は20kHzで充分、ということ? 投稿者:YT 投稿日: 2月24日(木)01時44分5秒
NSさん、

マーキュリーのリヴィング・プレセンス・シリーズのCDを結構持っているんですが、ということは、20kHz近辺の音は元々記録されていない可能性が高い、と考えてもいいのでしょうか。ぼくには、充分すぎるくらい迫力のある音に聞こえますが。もっとも、迫力と高域周波数とは関係ないのかもしれませんね。

CDの規格は、当時18kHz以上の音を録音できないことから余裕を見て20kHzにしたのかな、という
ようにも思えるのですけど。

Re: CDの規格は20kHzで充分、ということ? 投稿者:NS 投稿日: 2月24日(木)09時12分54秒

<マーキュリーのリヴィング・プレセンス・シリーズのCDを結構持っているんですが、ということは、20kHz近辺の音は元々記録されていない可能性が高い、と考えてもいいのでしょうか。>

そんなことは無いとおもいます。マイクのフラットな帯域以外の高域はレスポンスは低くても(量は小さくても)入っています。

<CDの規格は、当時18kHz以上の音を録音できないことから余裕を見て20kHzにしたのかな、というようにも思えるのですけど。 >

規格策定当時でも18kHz以上の音は入っていますよ。アナログですからデジタルのようにオール オア ナッシングではありません。

CDの規格については当時、技術水準のAD,DAコンバーターと,記録に使用できるレコーダーの周波数特性(ビデオデッキ)で容易に到達できる範囲で決定されたものです。特にサンプリング周波数はテレビ走査線(輝度)の周波数に関係した数値を採用したものです。

Re: CDの規格は20kHzで充分 投稿者:志賀 投稿日: 2月24日(木)09時55分16秒
YT さん

<CDの規格は、当時18kHz以上の音を録音できないことから余裕を見て20kHzにしたのかな、というようにも思えるのですけど。>

CDの規格を決めるに際しては、色々な実験が行なわれています。例えば、1978年頃スタジオエンジニヤを対象として、大規模かつ厳密な(もちろんブラインドで)テストが行なわれ、音楽信号の高周波成分の有無が人間に音質差として検知されうる限界は14KHz止りであり、16KHz以上の高周波成分の有無は人間には音質差として感じられないという結論だったそうです。これは、アメリカの権威あるこの分野の学術誌に掲載されたもので、少なくともその当時は最も信頼出来る値と考えられていたようです。CDの規格はこれらの実験結果と、その当時の技術水準を勘案して決められたものです。ちなみに44.1KHzという中途半端な値はビデオデッキをディジタル録音に流用するのに都合が良かったんだそうです(生録趣味さんのおっしゃるとおりです)。また、最大75分の録音時間の設定はカラヤンがベートーベンの第九交響曲を1枚のCDに納めるように進言したという有名な話がありますね。

マイクに関しては、この当時なら20KHz超の性能をクリアするのはそれほど問題にならなかったんではないでしょうか?

Re: CDの規格は20kHzで充分 投稿者:JK 投稿日: 2月24日(木)21時47分21秒

私事CDを中心に楽しんでおりますので上限20KHzの件には興味が有ります。アナログレコード派の人がCDの弱点として指摘するのがこの件ですしSACDやDVD-Aも20kを超えたフォーマットにですから、メーカー(かつてCDを作った人たち)も不十分と考えているのでしょう。

しかし私にはCDの20~20kHzで十分納得できるのです。むしろ録音や演奏の良し悪しの方が(歌手の力量を含めて)音質的な影響は大きいように思います。少し強引な論法ですが世間でMD他のCDに比較し低品位媒体が普及しているということは殆どの人はCDで十分以上に感じており、~20kHzで十分ということではないでしょうか。本当にCDが音質上不十分な規格ならばオーディオマニア以外の人からもブーイングが出てもっとSACDやDVD-Aが普及するように感じますが。

システムのセッティングを少しづつ改善するたびに、再生される情報量が増え、CDを使い切っていなかったことを実感しています。

CDの規格は20kHzで充分 投稿者:HEIDY 投稿日: 2月25日(金)10時59分25秒

<私事CDを中心に楽しんでおりますので上限20KHzの件には興味が有ります。アナログレコード派の人がCDの弱点として指摘するのがこの件ですしSACDやDVD-Aも20kを超えたフォーマットにですから、メーカー(かつてCDを作った人たち)も不十分と考えているのでしょう。>

私は調子の良い時で正弦波15KHzがやっと聞き取れる位の聴力です。しかし限20KHzには興味があります。聞こえるか否かは別にして20KHzで急峻にカットされているスペクトラムが不自然ではないかと思うわけです。

以下はかなり古い文献からの抜粋ですが、面白い事が書いてあります。真偽のほどは
如何なものでしょうか。

For a while I have been interested to find out how good the new high resolution formats Super Audio CD and DVD-Audio really are? I have visited some demonstrations, but not been impressed which may be due to other causes than the sound formats.

After reading many replies at different forums, it seemed like many audiophiles considered SACD to be better than DVD-Audio. I also thought so until recently read what Ing. 遵ムhman wrote in the Swedish Audio Technical Society * journal(*A non-profit organisation for sharing interest and knowledge in audio and sound reproduction)

The following are quoted from what Ing. 遵ムhman wrote in the journal:"It is nothing less than a tragedy that Sony/Philips system SACD still is considered to be a real competitor to DVD-A, though it has lower real resolution than the CD-system in the highest octave.DVD-A does absolutely offer a much higher dynamic range than CD, but it is very questionable if SACD does.

SACD is in the high frequency range quite mediocre, even compared to a good CD-system one-bit DAC, and of course clearly inferior to a CD-player with a real multi-bit converter.

On the contrary, DVD-A is in theory 250 times better than the CD-system at all frequencies!
Ing. 遵ムhman: DSD (the coding technique used in SACD) is much better than CD in the low frequency range. The problems occur at higher frequencies. The noise level in the ultrasound register is more than 100 dB higher (-40dB under maximum output level, using narrow band analysis) when compared to DVD-A (-144dB under maximum output level, full spectrum noise).

Another way to describe the difference: The noise [power] from SACD is more than 20,000 million times higher than from DVD-A!

But maybe it is more relevant to know that this ultrasound noise from SACD is enough to warm up the tweeters voice coil with some detectable influence on reproduced sound. Besides, the ultrasonic may also affect the audible sound by down mixing in the air, at least at higher sound pressures.

A comparison with CD is harder because of the limited bandwidth of the CD-system. Signal to noise ratios in the range above 22,05 kHz can therefore not be determined, but noise level from CD can be as good as DVD-A – one can always use low pass filter! Then no ultrasound comes out from the CD-player.

The problem with SACD can be shown by theoretical calculations, measurements and by listening. I have done lots of all these three and every one of them points clearly in the same direction: SACD has not more resolution than CD above 10kHz.

20kHz Overについて 投稿者:NS 投稿日: 2月25日(金)13時21分15秒

JKさんのMD云々の事と志賀先生が引用なされた1978年の32kHzサンプリング周波数の決定経緯のお話、そして、ここに集っている俗にオーディオマニアの方向性はそもそも異なるのでは無いかと思います。

一般的に放送で音声を楽しむ場合は、最低必要な周波数帯域という事であり、また、音楽を楽しむ程度でも必要最低限?であるということでしょう。しかし、我々マニアはさらに要求が先に向かっています。特にリアリティに注視しています。

私は、演奏会の収録をしておりますが、もっぱら192kHz32bitをメインに、バックアップにDATを用いています。ゲネプロのあとなど、そこに居合わせた人や、演奏家にDATと192kHz32bitを比較試聴をしてもらっています。試聴してもらった人たちは、DATは「いつもの音質」。192kHz32bitの音は全員「ナマに近い」という評価です。もう一度書きますが音が良いという事ではなく「ナマに近い」という評価です。ただし、マイクは20kHzオーバーの帯域を保証されているマイクではなく、後述したノイマンKM184を用いた結果です。70代の方も同意見です。

SACDやDVD-Aのハイサンプリングは20kHzオーバーの帯域を確保していますが、その帯域を確保していないマイクでもハイサンプリングの効果「ナマに近い」という興味深い音質となります。理由はわかりませんが、ラジオ技術1月号において河合一氏(バーブラウンのAD DA設計担当者)がハイサンプリングは高域になればなるほど、従来よりはサンプル点数が多いので精度が確保されるため、従来のサンプリング周波数よりも可聴帯域内の高域の再現性が確保されるためではないかと述べていました。私もハイサンプリングの収録をこの4年間やった経験上おおよそ河合一氏の意見に賛成です。
なにせMDやCDなどは20kHzの信号だと最低2個のサンプル数であり、ハイサンプリングだとその2~4倍個です。また、MDやCDを充分と考えている人のほとんどはハイサンプリングDVD-AやSACDを体験していない方ですよ。だから、私は関係者にCD-Rだけでなく無償でDVD-Aも渡しています。

20kHz Overについて 投稿者:HD 投稿日: 2月25日(金)17時46分8秒
NSさん:

私の紹介したIng. 遵ムhman 氏はDVD-Aは良いがSACDは低域は良いが高域に問題ありと言ってますね。 その後SACDは改善されたのでしょうか?

また、DSD録音は編集時にノイズが出るのでDSD録音されたものを編集する時にはPCMに変換して編集、その後DSDに戻すと言う事を読んだ事があります。 DSDのままで編集できる器機が開発されたのはかなり最近だと聞いてますが。「ハイレゾメディアに将来はあるか」という昨年11月のStereophileの記事です。
http://www.stereophile.com/news/110104aeshirez/

難しい問題ですね 投稿者:NS 投稿日: 2月25日(金)19時01分30秒
HDさんへ:

SACDについてはアマチュア録音家に対して門戸を閉じていますので私はなんとも言えません。ただし、初期のADコンバーターは64fsでしたが、このごろのは128fsのADを使用し、デジタルフィルターを用いて高域側の量子化ノイズを低減させているのはご存じのはずです。

PCベースではDSDの波形編集ソフトは4年前に8chでしたが、すでに市場に出ていました。ハイレゾが市場に受けいられるかは非常に厳しいと感じていますが、DVD-Aプレーヤーは約1万5000円でも手に入れられることから、アマチュア録音家でもその良さを微力な宣伝をしていくつもりです。

ハイサンプリングと普通のフォーマットの音質の違いはわかりますよ。現に私のスピーカーはアルテックの620Eですから、超音波が出ているとは考えられません。しかしどちらが生に近いかはわかります。
DVD音楽メディアがCD発売の時のようにLP生産を一斉に止めたように、CDはやめてDVDメディアのみで発売すると言う強引な方法でドラスティックにしなければ無理でしょうね。ソフト供給者は著作権違反(コピー)問題をやかましく言っているのに、まだCD-DAを発売しているのは納得がいきません。

難しい問題ですね 投稿者:HD 投稿日: 2月25日(金)21時05分46秒
NS さん:

<SACDについてはアマチュア録音家に対して門戸を閉じていますので私はなんとも言えません。>

そうなのですか。オーディオの話から外れますが、技術は2社独占、ライセンスを受けたレコードや機器メーカしか使えないのでは、技術の切磋琢磨がなくなっていずれ駄目になるのではないでしょうか。

私はSACDは2セットしか持ってないのでなんとも言えませんが、2003年録音のシャイー指揮のマーラー#3はDV-8400で聴く限り2チャンネルエリアは奥行き感が無くCD層に負けてます。超高精度クロックのウン百万円もするプレーヤーで聴かないと駄目というなら何をかいわんやですね。 もう一つは63年録音のシュタルケル・バッハ無伴奏ですがこれもリマスタリングでやったのかチェロ1本の音が左右に広がりすぎ重音の所でチェロが2本あるかのように聞こえたりします。82年にシュタルケルが録音した同曲のCD-DAのほうがはるかに自然に聴こえます。なので、音質を劣化させないコピーガード技術がでれば、DVD-Aに期待してます。

<ソフト供給者は著作権違反(コピー)問題をやかましく言っているのに、まだCD-DAを発売しているのは納得がいきません。>

ソニーはCCCDを止めましたね。著作権法では金儲けの為の海賊行為は違法ですが個人が楽しむためのコピーや放送の録画・録音は合法だった筈です。従ってコピーコントロールのかかってないオリジナルCDーDAを持っていれば、これからソフトでDVD-Aを作って聴くのは違法では無いですね。 これについては、専門の弁護士さんの次のような意見があります。

 岡村弁護士はこう疑問を述べる。

「著作権法は文化発達のための道具なのに、その道具が市民に牙をむいている。現行法では、私的利用目的でもコピーコントロールを外して複製したら違法になるが、消費者をそこまで追いつめる必要がどこにあるのでしょうか」。

兎に角、早く音を劣化させないコピーガード技術を早く確立して欲しいものです。

RE20kHz Overについて 投稿者:JK 投稿日: 2月25日(金)22時51分41秒

NSさまは自分で録音し、それを再生するという究極のオーディオマニアだと思います。ですから、絶対性能に優れるフォーマットの良さを実音と比較することで聞き分けることができるのでしょう。しかし普通のオーディオファンやマニアはソフトを買ってきて再生することに楽しみを見出していると考えます。

そこでお伺いしたいのは、先の投稿では15000円程度のDVD-Aでハイサンプリングの違いが解るようなニュアンスですが、「ナマに近い」という再現力が有るのでしょうか。多くのオーディオマニアはCDPに金をかけて音質を追及している訳ですが、それがフォーマットの違いで15000円ほどのプレーヤーで実現できるなら、かなりお買い得と思います。15000円は無理でも、NS考えられる実用上のランクを教えてください

結論を急ぎすぎているようですみません 投稿者:NS 投稿日: 2月26日(土)15時01分11秒

良く考えていましたら、私のおこなっている事はハイサンプリングの半分の能力しか使っていない。つまり、周波数帯域を使い切って収録をしていないのに結論を急ぎすぎているようでした。以前に192kHzで収録したソースを96kHz,48kHzとダウンサンプリングした場合、聴き比べをしました。音質の劣化は、96kHzは劣化が落ちているようで落ちていないようでニアイコールではあるが、若干ニュアンスが異なる。48kHzは、明らかに高域が詰まったような感じになるという事でした。

しかし、この評価はマイクが20kHzオーバーを保証していないマイクを使った場合ですので、40kHz以上のレスポンスを持つマイクを使用すると192kHzと96kHzの収録またはダウンサンプリングは音質劣化が異なってくる可能性があることに気づきました。

プロの方々は結論が出ているかもしれませんが、この手のマイクは非常に高価なので入手しておりません。どうなるかやってみたいものです。MKH-800は1本40万円以上だからとてもとても・・・・。
今まで書いてきたことは、結論までの道のりが半分しか登っていないという事です。

HDさん:
シュタルケルの録音はそのような録音です。スピーカー自体をチェロに見立てて、つまりスピーカーがチェロに変身するように録音した者です。言うなれば、スピーカーにへばりついた音。この手の有名な録音は、バルトークの息子、ピーターが初めて行ったとバルトークの伝記の中に出てきましたが、シュタルケルの録音はピーターがした録音ですか?

シャイーのマーラー3番は聞いたことが無いのでなんともいえませんが、サラウンド音声を2chに落とし込むとき、前方2chのみを使うか、リアchをミックスしているか、各社まちまちと思います。
失敗例かもしれませんね。ひょっとしたら、2chを再生しているつもりが、プレーヤー側でミックスダウンしているサラウンドの2chを聞いているかもしれませんね。

サンプリングレート 投稿者:志賀 投稿日: 2月27日(日)18時02分20秒

最近ここで話題になっているサンプリングレートと音質に関しての私の所感です。

始めに、聴覚のメカニズム、特に周波数を如何に区別するかということに関して。

まず、鼓膜の振動が耳小骨を介し、蝸牛に伝えられ、蝸牛膜は周波数に応じて特定の振動モードを示し、その振動の大きい部分が聴覚神経を刺激し脳の聴覚野に送られ、周波数解析をして、周波数別に大脳皮質の特定の場所に記録されるそうです。つまり、聴覚は高性能のFFT機能を持っているということのようです。

ここでいいたいことは、ここまでのメカニズムは、耳の各器官や、神経細胞の物理的・化学的働きとしてほぼ解明されており、人間の場合、せいぜい20kHz 以下の振動にしか反応しないということのようです。

もちろん、この情報と、他の音の記憶情報などがミックスされて前頭葉で楽音として意識されるわけですが、この部分はまだ神秘に満ちた分野のようです。

というわけで、録音・再生について考える時も、20kHz 以下の波形を『正確に』伝えればよく、それ以上に延ばしてもあまり効果がないというわけです。ただし、実際問題として、20kHz 以下の信号を『正確に』伝えるためには少し余裕をみておく必要があります。

CD のサンプリング周波数はその意味であまり余裕のない規格だと思います(その当時の技術水準から見ればたいしたものだと思いますが)。DAC出力を単純なアナログフィルターだけでハイカットした音などは、可聴周波数域に渉る折り返し歪みなどを含む可能性もあり、人間の耳は量子化による歪み(雑音)に敏感なのかもしれません。

そこで、NSさんが言われる、20kHz くらいまでしか感度のないマイクを使っても、ハイサンプリングレートで録音した方が明らかに高音質たといわれるのは(実は私自身もそれほど明らかでないにせよ経験しています)比較的単純なDACを使った場合でも、ハイサンプリングレートだと比較的容易に20kHz 以下の波形を『正確に』再現してくれるからではないでしょうか?

一方、44.1kHz のCDの場合、量子化しても、20kHz 以下の波形情報がかなり正確に記録されており、最近のCDプレーヤーのようにアップ・サンプリングと各種の補間操作によりかなり元波形に近いアナログ信号を再構成出来ているんではないかと想像しています。

SACDやDVD-Audio と比較する場合、その規格の差より、録音技術の差の方がずっと大きいんではないかと、乏しい経験ながら感じている次第です。

いかがでしょうか?

REサンプリングレート 投稿者:JK 投稿日: 2月27日(日)20時53分43秒

over20kHzに関して、SACDやDVD-Aの音質絶対性能で良いのは疑いの無いところでしょうが
(1)ハイサンプリング・ハイビットDACだから良いのか⇒波形の再現性
(2)20KHz以上まで記録されているから良いのか⇒超音波の再生
(3)両方だから良いのか
という議論になってきますね。

私も志賀様と同感で、
アルファプロセッサーとかDRIVEのようにハイサンプリングし、補完してハイビットDACでコンバートする技術が有るので話がややこしくなっているんでしょう。(アルファは知りませんが、) DRIVEは1.41MHzまでアップサンプリングし補完を行い22BITの分解能で再生します。(最近は24BIT)

NSさま
予備機として録音に使用されておられる、DATはハイビット・ハイサンプリングですか?そこらに謎を解くかぎがありそうですね。

それにしても、次世代オーディオと呼ばれているDVDとSACD発売されて久しい割りに行く先が不透明すぎて・・・・ LPがCDに代わった頃のようなドラスチックな変化が無いようですね。

サンプリングレート 投稿者:HD 投稿日: 2月27日(日)20時55分31秒
志賀さん:

<SACDやDVD-Audio と比較する場合、その規格の差より、録音技術の差の方がずっと大きいんではないかと、乏しい経験ながら感じている次第です。いかがでしょうか?>

以前にもポストしましたように、レーベル間の録音方式の差、同じレーベルでも録音技師やバランス技師の差、あるいは同一録音でもマスタリングの差の方が規格の差より大きいと感じております。

■一例ですが、PhilipsがMercuryを吸収した頃でしょうか、Mercuryの録音・マスタリングしたADDをPhilipsレーベルで販売したCDは、同じ頃のPhilips録音のADDのCDとは随分音色が違いますね。


RE:SACDのD/A変換について 投稿者:MT 投稿日: 6月 9日(木)17時00分48秒

SACDの、DSD信号の本来の使い方はDSD信号のままデジタルアンプで増幅して簡単なローパスフィルターだけを通す事でアナログにして、スピーカーをドライブするというスピーカー端子の出口近くまではデジタルなままでアナログアンプよりもずっと正確に信号を送り出せるという物だったはずなのですが。著作権がらみで、SACDプレイヤーの機体から直接、生のDSD信号が出せなくなり暗号化して出す事になった事とメーカーが思ったよりデジタルアンプの普及が鈍い事とSACDの為にステレオセットを全部入れ替える人がほとんどいなかった事とSACDの前段階のCCCDがボツになった事が、DSD一本で行けなくなった理由でしょうねぇ…

SACDプレイヤー・デジタルアンプ一体型が出てくると思っていたのですが、出ないみたいですし。

個人的には、生のDSDのままスピーカー入り口までデジタル、というのが出来なくなった事と本気のオーディオ用デジタルアンプがいまだに100万円以上だったりするのでSACDは買う気が無くなりましたね★、未だにソフトも少ないですし。

DSD信号のままでは、ソフトの編集もやりにくいので、PCMに変換して編集してから再びDSDに戻すという噂も聞いたことあります。

しばらくして(最初から?)50kHz以上のSACDに含まれる信号は、音に悪影響がありそうだという事でSACDプレイヤー、デジタルアンプでは50kHz以上をカットして出力する事になりました。(カットしておきながらカタログには100kHz再生と書いてあったり…

SACDの性能的には100kHzが出せるという事で、売り文句にしていた気がします)さらに、まだ音質の調整が難しいDSDよりも、PCMに変換した方が音を作りやすい事に気が付いて音作りに経験の長いPCMに変換しだすようになったのではないかと…

メーカーが望む太い音を作ろうとしたら、DSDよりもPCMの方が作りやすかった、という事? 流行のサラウンドを使うんだったらPCMにした方が使いやすいとも思いますし…

…という感じだったと思います、この先の雰囲気としてはSACDのマルチchは無くなる方向で、2ch専用が多くなると予想していますね。

次世代DVDの規格が本決まりになればまた新しいスーパーオーディオディスクの規格が出てくると思います。

幸い、今のところSACDがCDを駆逐した状態にはなっていませんので今ならまだ新規格で立ち上げ直す事が出来るとは思うのですが…

強力なコピーガードを掛けて売れるかどうか…値段ももっと下げなきゃ…

この後はSACDって何?へ続きます

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