音質劣化します

CDをiTunesのApple Losslessで取り込み、iPod touchに同期させたら、音質が歪むようにわれて聞こえます.CDによって正常の時と音が割れる時がありますが何が原因でしょうか?

iPod touch, Mac OS X (10.6.2), OS 3.1.2

投稿日 2010/01/30 18:59

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返信: 30

2010/02/01 19:56 パール への返信

パール

オリジナル音源のダイナミックレンジが広いと、音が歪むのでしょうか?

すみません、このダイナミックレンジとはどういう意味で使われていますか?

クラシックなどはダイナミックレンジが広いですが、一般のロックなどの音源は音量を過剰に上げる傾向があって、むしろダイナミックレンジ(音量差)は非常に狭いです。

また、この過剰に音量を上げた音源はAACやmp3など圧縮音源と非常に相性が悪いです(歪んだり、変な音の広がり方をしたりなど劣化を招く原因ともなるそうです)

2010/02/01 21:10 Hit-C への返信

Hit-C

ロックや歌謡曲などは元々の録音レベルが高いことが多く、収録段階で既に波形が頭打ちになっている部分があるのではないかと思われます。頭打ちになった波形は正弦波から大きくずれる(非常に高い高周波成分を含む)ため、(おそらく可聴域に制限されている)周波数分解して圧縮する手法では元波形を再現するのは困難になります。

Hit-C様の書かれている倍音が付くというのは、まさに歪み(更に奇数倍音とか偶数倍音とか、、まあいろいろ有ります。笑)なのですが私が書きたかったのはちょっと違います。

80年代頃まではアナログ機も多かったのでレベルを上げめで入れてましたが、デジタルのテープレコーダもなくなってDAWで録音する今、録音時に歪ませたらアウトです(意図的にやるのは別です。 あ、私はSOLDANOなどのハイゲイン系の歪みは大好物です。笑)


オーディオCDはざっくり言うと「録音>ミキシング>マスタリング」という流れになりますが、このマスタリングにおいて『とにかく音をデカく!!」という風潮がありまして、マスタリングツールではCDに入る限界点から-0.2dbみたいな設定が出来る様になっています。


そういった処理を施されたCDの波形を見ると上限でビッチリ押さえ込まれています。波形表示をズームアウトすると横一線に真っ黒になってしまうのです(ダイナミックレンジも*もありません。笑)

ものによってはこの処理中で音が割れたりする事もある事はあります。。

では、これらの音がCD作成時に聞こえていないのか?というと、聞こえてても「良いからデカく!」と言われてしまう事も多い様でして、、。


そういったパッツンパッツンになった音源をAACやmp3にすると、音割れ感を感じてしまう事が有る、、。という事なのです。

2010/02/03 20:16 パール への返信

パール

そもそもですが、デカイ音で録音されていたら音が割れるのは当たり前の事です。

アナログ時代と違ってデジタルは最大で出せる音というのは決まっています(符号で表されているので)

ただ、売りに出されているCDでそう頻繁に音が割れる(最大を超える事)はありえないですが、その最大音量に達する前に処理の過程で音が割れてしまう事や割れて聞こえる事は大いにあり得ます。

(その辺の事を一つ前のレスで書いたつもりですが、マスタリング処理は一般の方には馴染みが無いので理解し難いかも知れません)


また、最大音量に近い状態(常に音が大きい状態が続くので、それはダイナミックレンジが狭いという事を説明しました)なので、EQ(イコライザー)などを使うとその最大点を超えてしまう可能性があるので、EQでブーストすると音が割れたり、圧縮感を感じたりする事があります。

(最大が100と仮定して、音源が99まで行っている時にEQで3持ち上げると102となって、限界である100を超えてしまう訳です)


で、AACよりも圧縮が低い分、音質に有利と思われるはずのApple Losslessで歪んで聞こえるのが不思議ですよね?

勝手な仮説でしかないのですが、AACの変換では多少の音量圧縮がなされているのかもしれません(最大値に近づくにつれて徐々に抑え込んで行く感じとか)

実際、DVDの音声にはそういった処理が施されています。

また、DVDの場合は再生装置側(AVアンプなど)でも音質、音量調整がなされる場合が有ります。装備している機種では説明書にもそういった機能が書かれています。設定のモードが選べたり。

ただ、Hit-C様が書かれた「オーディオCDプレーヤの多くは頭打ち部分を適当に補完(補正)して滑らかに繋ぎ、音が割れないようにする処理をしているものと思われますが、、」といった機器を私は知りません。

厳密な意味ではエラー補正などの処理が内部ではなされているのですが、それが「頭打ちの部分の補正」というのかは微妙かな、、と思います。

もし割れない=最大にならないとなってしまったら、機器として忠実再生(Hi-Fiなんて言葉は今は使わないのかな?笑)が出来ないという事になってしまいます。


AACなど圧縮ファイルの話に戻りますが、mp3など(MPEGなど動画も含め)非圧縮の状態から、人間が感知し難い鈍感な部分のデータを間引いて圧縮しているので、その部分でも違いが生まれてくる可能性もあります。

今の最新の録音(正確にはマスタリングなのですが)では、その圧縮した際に変化してしまう(圧縮すると、左右の広がり感やセンターの音量が意図しない変化をする場合がある)のを避けるMS方式なども使われています。


更に私の経験での話ですが、昔iPod 3Gを使っていた頃に特定のCDが圧縮感のある割れた感じになった事が有りましたが、そのCDはミックス処理において結構詰め込んだ感じになっていて「こういう音質のCDは苦手なんだな」と思っていました。

(低域に音圧のあるCDでした。この音圧と音量の違いって音楽をやっている人でもニュアンスが伝わらない部分です)


後にiPod nanoなどにしてからはそのCDの再生も大丈夫になりましたが、もし気になるのでしたら具体的にCD名や楽曲名などを提示されたら、その曲を聴いている方から何かしら意見が書き込まれるかも知れませんね。

2010/02/03 22:23 xy への返信

しい坊

音源が歪んでいない場合には(自分で余計な設定変更をしない限り)変換後のファイルの音質も歪まないのではないのでしょうか?

そうとも限らない事は私のレスに書かれています(訳が分からないかも知れませんが。笑)そもそも、歪んでいる、歪みっぽいが「変換、圧縮」をする事で変化する事は珍しい事ではありません。



Hit-C

再生系のアナログ部の最大出力に余裕がない場合は、突入的な(限界に近い)波形を再現するための駆動電流・電圧を瞬間的に出すことができず、結果としてオリジナルの波形を再現できない可能性はあります。

確かにそうですね。これは大いにあり得る事だと思います。Hit-C様が書かれています様にヘッドフォンのインピーダンスや、再生している音量など、、いくつかの要素が絡んでの話でしょうし。



xy

単位時間のデータ量が多すぎると、相対的にバッファメモリの容量が少なすぎて、再生が破綻する。

ここまで行くと(データはインターリーブされているので、バッファで吸収出来ない程となったら)音は途切れるでしょうね

とても、スムージングなどでは処理出来ません。

フィルタでスムージングをかけたり、デジタル的に補間したりすることになるが、この処理では、通常、高周波成分が大幅に落ちる。

このフィルタとはどういったフィルタでしょうか?ローパスの可変フィルタ?

もし、そんな物が変動して動いていたら歪みの前にその変化が聞こえてしまうでしょう。

また、高周波数から劣化する様に書かれていますが、技術的なフォローがないとちょっと独自解釈の様に思います(xy様の定義ですとデータが欠損した場合にはモコモコの音が出るはずですが、そんな風にはなりません)

2010/02/03 23:25 タカシ への返信

タカシ さんによる書き込み:


しい坊


音源が歪んでいない場合には(自分で余計な設定変更をしない限り)変換後のファイルの音質も歪まないのではないのでしょうか?



そうとも限らない事は私のレスに書かれています(訳が分からないかも知れませんが。笑)


10.2010/02/04 13:16ユーザがアップロードしたファイル 次への応答: パールRe: 音質劣化します ←これですよね?

専門ではないので完全には理解できませんが、昔からある程度のオーディオの趣味は持っていますので、8割位は理解できたでしょうか...(^^;)。


そもそも、歪んでいる、歪みっぽいが「変換、圧縮」をする事で変化する事は珍しい事ではありません。


元がそうならば、それが強調されることは十分ありえるでしょうね。


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2010/02/04 05:12 亀どん への返信

亀どん

質問なのですが、“データの間引き”は Apple Lossless ファイルを作成する時に発生するのでしょうか?

当然ですが「再生するとき」です。

これ、逆じゃないですか?可逆圧縮ですから。


非力ゆえに音楽再生専用のICを積んでいるのです。

MP3やAACはそのICチップ側で再生支援ができますからデータをICに送るだけで高音質に再生可能。

AppleLossLessはCPUでデコードして再生している。 とすれば、AppleLossLessのほうがMP3やAACよりも低品質で再生される可能性はあります。

「あくまで可能性です」とはぐらかされてますが(笑)単なる仮説なのか、それとも何かしらの文献からの引用や専用チップ名をご存知とかなのでしょうか?


非力な、、?iPod nanoとかは?

仮説の仮説が続き過ぎてしまって、どこに本当の情報が絡めてあるのかさっぱり判りません。

アップルのディスカッションボードという立ち位置から考えると、あまり根拠の無い仮説ばかりではどうなのかな?と私は思いますね。


パール様そっちのけになってしまって、すみません。

皆さんは形式(コーデック)などに終始してしまう事が予想されたので、録音面の話をしましたが無用みたいですね。

2010/02/01 20:51 パール への返信

オリジナル音源のダイナミックレンジが広いと、音が歪むのでしょうか?

ダイナミックレンジではなく「録音レベルが高いと」歪みやすいでしょうね。

タカシさんも書いておられるように、ロックや歌謡曲などは元々の録音レベルが高いことが多く、収録段階で既に波形が頭打ちになっている部分があるのではないかと思われます。頭打ちになった波形は正弦波から大きくずれる(非常に高い高周波成分を含む)ため、(おそらく可聴域に制限されている)周波数分解して圧縮する手法では元波形を再現するのは困難になります。

ダイナミックレンジの広いクラシックやジャズ音楽では平均録音レベルを下げて大振幅の部分でも波形が頭打ちにならないようにするのが常道です。


オーディオCDプレーヤの多くは頭打ち部分を適当に補完(補正)して滑らかに繋ぎ、音が割れないようにする処理をしているものと思われますが、ロスレスでも歪むとしたらiPodはそのような処理をしていないのかもしれません。

AACにして多少ましになったのは、AACによる処理で波形が鈍ってしまった影響ではないでしょうか。


将来的には、音源を圧縮する時点で補完処理を加え、波形が振り切れないように全体のレベルを調整するなんてことができるようになれば良いのかもしれません(圧縮時に対応すればプレーヤーで対応しなくても良いので、既存プレーヤでも恩恵を受けられるし、プレーヤー製造コストも抑えられる)。


音質だけ取ればWalkmanのほうが良いそうですので、SONYはCDプレーヤー並みの処理チップを入れてきているのかも。

2010/02/02 20:55 Hit-C への返信

タカシ様、Hit-C様 ご返答、ありがとうございます.


なるほど、ダイナミックレンジ(音量の幅が広いとの意味でした)が広いから歪むのではなく、音源の録音レベルそのものが高いためにひずみが生じる.

よって再生機器の能力によっては歪まないこともありうる訳で、その点、iPodは音が歪むことがあるのですね.


少なくとも、音源の録音による問題なので、どのように取り込んでも歪むことはある.と理解してよろしいのでしょうか?

2010/02/03 21:06 パール への返信

パール さんによる書き込み:


CDをiTunesのApple Losslessで取り込み、iPod touchに同期させたら、音質が歪むようにわれて聞こえます.


皆さん、専門的で詳しいコメントをされていますが、最も基本的な質問をさせてください。


“音質が歪む”とのことですが、何で再生した場合に歪んで聞こえるのでしょうか? つまり、ヘッドフォンで聴いた場合なのか、外付けスピーカーに出力した場合なのか? その場合それぞれの機器名も必用かと...。


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2010/02/03 21:17 Hit-C への返信

Hit-C さんによる書き込み:


音質だけ取ればWalkmanのほうが良いそうですので、SONYはCDプレーヤー並みの処理チップを入れてきているのかも。


本当にそうなんでしょうか? 私はオーディオには詳しくないのですが、自分の iPod (80 GB) や iPhone 3GS (32 GB) でヘッドフォン(Shure E5c、Audio-Technica ATH-EW9、Audio-Technica ATH-W1000 等)で聴いている分には結構良い音で聴こえているように感じています。聴く分野はクラシックからロック、ポップス、ボーカル、朗読、民族音楽とほとんど全ての分野です。


ネットでの iPod や iPhone の音質の評価を見ると完全に真っ二つに分かれているように見えます。


1) SONY の Walkman 等の音質の方が良い


2) SONY の Walkman 等の音質はドンシャリで、それに慣れていると、そうではない音質が悪く聴こえるが、iPod / iPhone 系の音質はフラットで、安物(数千円〜1万円程度)のヘッドフォンを使っているとボヤケた音質に聴こえるが、高品質なヘッドフォンを使った場合には Walkman 等よりもはるかに良い音質に聴こえる


これらの意見の相違がどちらが正しいのかはわかりませんが、もしかすると、iPod / iPhone の方がフラットで、使用するヘッドフォンの能力に応じた再生になるのかもしれないと言うのはそれなりに説得力があります。Walkman の場合は、購入者の多くがポップスやロックを聴き、かつ付属のヘッドフォン、ないしコンビニなどで売っている数千円のヘッドフォンで聴くということを前提に音質のチューニング等をしているのかもしれませんね。それが意見の相違となって現れてくると...。


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2010/02/03 21:19 xy への返信

xy さんによる書き込み:


#「必用」って誤字かと思ったら、国語辞書に掲載されている!!私は、「必要」しか知らなかった。


おっと、済みません。私の場合誤変換が多いんですよね。17" MacBook Pro の画面表示が小さくて、かつ老眼なもんで...。


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2010/02/03 21:23 xy への返信

xy さんによる書き込み:


ロスレス

→圧縮率が低い。

→[...]

→デコーダへの圧縮データの入力が追いつかなくなり、細切れになる。

→再生音質が低下する。


私は専門ではないのでわからないのですが、素人考えでは、こういう変換作業は別にリアルタイムで行っているわけではないので、データの入力が追いつかなくなっても処理を待つのではないでしょうか? また、オリジナルの音源が歪んでいる場合はともかく、オリジナルの音源が歪んでいない場合には(自分で余計な設定変更をしない限り)変換後のファイルの音質も歪まないのではないのでしょうか?(変換作業がある以上は必ずある程度の音質劣化は原理的に避けられないとは思いますけれども。)


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2010/02/03 21:41 しい坊 への返信

私は専門ではないのでわからないのですが、素人考えでは、こういう変換作業は別にリアルタイムで行っているわけではないので、データの入力が追いつかなくなっても処理を待つのではないでしょうか?


えっと、xyさんはエンコードのときの話をされているのではなく、デコードのときの話をされています。

デコードはリアルタイムで行えないと、再生が途切れます。

もっとも、最近のフラッシュメモリの読み出し速度を考えれば、ロスレスでもデータ転送が間に合わないというのは考えにくいのですが。


変換後のファイルの音質も歪まないのではないのでしょうか?


デジタル信号の時点で歪んでいないとしても、実際に耳に聞こえるアナログ信号は同じというわけにはいきません。

元音源の波形の最大値がぎりぎりデジタルの最大値に収まっていたとして、実際にスピーカーを駆動するときにはこれをアナログ信号に変換しているわけです。

再生系のアナログ部の最大出力に余裕がない場合は、突入的な(限界に近い)波形を再現するための駆動電流・電圧を瞬間的に出すことができず、結果としてオリジナルの波形を再現できない可能性はあります。

同じiPodを使っても、繋ぐヘッドホンのインピーダンスによって駆動に必要な電流・電圧値は異なりますので、ヘッドホンに依って割れやすいといったことはあるかもしれません。

2010/02/03 21:43 しい坊 への返信

しい坊 による書き込み:


データの入力が追いつかなくなっても処理を待つのではないでしょうか?

データは、ストリーミングのように流れてますから。

処理を待つと、原理的には、デコーダ出力がゼロになる、つまり、無音になる。

これを避けるため、通常、フラッシュメモリとデコーダ(伸長器又は復号化器)の間にはバッファメモリが入っているわけですが、単位時間のデータ量が多すぎると、相対的にバッファメモリの容量が少なすぎて、再生が破綻する。

そのときは、フィルタでスムージングをかけたり、デジタル的に補間したりすることになるが、この処理では、通常、高周波成分が大幅に落ちる。


以上は、圧縮データの一般的な処理から予想される一般的な動作で、本件に妥当するかどうかは不明です。

2010/02/03 23:13 Hit-C への返信

Hit-C さんによる書き込み:


えっと、xyさんはエンコードのときの話をされているのではなく、デコードのときの話をされています。


あ、そうでしたか。それなら納得です。つい、エンコード時の話だと誤読してしまいました。



デコードはリアルタイムで行えないと、再生が途切れます。

もっとも、最近のフラッシュメモリの読み出し速度を考えれば、ロスレスでもデータ転送が間に合わないというのは考えにくいのですが。


はい、ですから、エンコード時の話だと誤解してしまったわけです。



デジタル信号の時点で歪んでいないとしても、実際に耳に聞こえるアナログ信号は同じというわけにはいきません。

元音源の波形の最大値がぎりぎりデジタルの最大値に収まっていたとして、実際にスピーカーを駆動するときにはこれをアナログ信号に変換しているわけです。


はい。ですから、これは要するに再生系の品質の問題になりますよね?


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