「音楽・オーディオ」カテゴリーアーカイブ

このカテゴリでは、音楽(主に邦楽)やオーディオ機器について扱います。

MP3・AAC・Opusの音質を比較してみた

今回は、非可逆圧縮音源である「MP3・AAC・Opus」の音質を比較検証してみました。

【検証方法】
CD音源を以下の方法で各形式に変換し、それを.wav形式に再変換して「WaveSpectra」に取り込みカットオフ周波数を調べている。

※MP3は正規のエンコーダーを使用したため、異なるソフトウェアでエンコードしています。また、全てCBR(固定ビットレート)でエンコードしています。

最初に、CD音源の波形を掲載します。
CD音源はPCM 16bit/44.1kHz(サンプリング周波数)なので、カットオフ周波数はサンプリング周波数の2分の1である22.05kHzとなっている。なお、48kHzサンプリングなら24kHzカットとなる。

この画像を参考に以下の圧縮音源と比較してみてください。

MP3

MP3は、1990年代に音声の容量を圧縮するためにできた形式で、正式名称は「MPEG-1 Audio Layer-3」という。対応機器の多さゆえに一番普及している形式でもある。音質はAACやOpusと比べると悪いが、大体の人は192Kbps以上あれば納得のいく音質になると思われる。

64Kbps=10.0kHzカット

96Kbps=12.9kHzカット

128Kbps=15.5kHzカット

160Kbps=16.0kHzカット

192Kbps=20.3kHzカット

256Kbps・320Kbps=21.0kHzカット

MP3(VEGAS Pro13)
ビットレート カットオフ周波数
64Kbps 10.0kHz
96Kbps 12.9kHz
128Kbps 15.5kHz
160Kbps 16.0kHz
192Kbps 20.3kHz
256Kbps以上 21.0kHz

AAC

AACは、1997年にISO規格にて規格化された音声圧縮方式である。正式名称は「Advanced Audio Coding」といい、AppleがiPodで急速に普及させた形式でもある。MP3よりも圧縮効率が良く、同じビットレートではより高音質になるとされている。

64Kbps=13.1kHzカット

96Kbps=14.2kHzカット

128Kbps=15.4kHzカット

160Kbps=16.1kHzカット

192Kbps以上=17.0kHzカット

AAC-LC(Fraunhofer FDK AAC)
ビットレート カットオフ周波数
64Kbps 13.1kHz
96Kbps 14.2kHz
128Kbps 15.4kHz
160Kbps 16.1kHz
192Kbps以上 17.0kHz

※Apple AACはもう少し高い周波数が出ることを確認しています。

Opus

Opusは、2012年9月11日に登場した最後発の音声圧縮コーデックである。元々はVoIP通話向きに作られたコーデックのため、低遅延なのが特徴となっている。また、MP3やAACよりも全体的に高音質である。

YouTubeでも採用されており、対応動画は高音質で視聴することができる。詳しくは下記の記事へ

16Kbps=7.4kHzカット

32Kbps=20.0kHzカット

64Kbps=20.0kHzカット

96Kbps=20.0kHzカット

128Kbps以上=20.0kHzカット

参考:448Kbps=20.0kHzカット

Opus(libopus)
ビットレート カットオフ周波数
16Kbps 7.4kHz
32Kbps 20.0kHz
64Kbps 20.0kHz
96Kbps 20.0kHz
128Kbps以上 20.0kHz
(参考)448Kbps 20.0kHz

ビットレート別にカットオフ周波数をまとめるとこのようになります。

ビットレート カットオフ周波数(左の方が高い)
64Kbps Opus>>AAC-LC>MP3
96Kbps Opus>>AAC-LC>MP3
128Kbps Opus>>AAC-LC=MP3
160Kbps Opus>>AAC-LC=MP3
192Kbps以上 MP3>Opus>AAC-LC

64Kbpsや96Kbpsの低ビットレートでは、Opus→AAC-LC→MP3となっていますが、128Kbpsや160Kbpsは、Opus→AAC-LCとMP3がほぼ同じとなっており、192Kbps以上の高ビットレートではMP3→Opus→AAC-LCとなっています。

これは、AACは低ビットレートを得意としており、MP3は高ビットレートを得意としているために起こっています。Opusは最も圧縮効率に優れているものの、20kHzカットとなっており192Kbps以上ではMP3に逆転されています。

よって、なるべく高音質で聞きたいならMP3、容量を抑えつつ高音質にしたいならAAC、対応機器がある場合はOpusを選択すると良いです。

今回は以上になります。

ニコニコ動画とAbemaTVの音質(2017年7月現在)

※この記事は旧「動画サイトの音質」の記事を分割したものです

YouTubeの音質と画質についてはこちら

まず、ニコニコ動画とAbemaTVでは音声コーデックに”H.264 AAC-LC”が使用されています。
ビットレートやカットオフ周波数はそれぞれのサイトで異なるので今回はこれらを調べてみました。

【検証方法】
[ニコニコ動画]:自分でアップロードした動画を.MP4形式でダウンロードし、「XMedia Recode」にて.wav形式に変換。そのファイルを「WaveSpectra」に取り込み検証。

[AbemaTV]:AbemaTVアプリをインストールしたiPhone5cをPCのライン入力に接続し、「WaveSpectra」にて録音して検証。

ニコニコ動画(niconico)

ニコニコ動画の場合は、音声ビットレートを192Kbps以上でエンコードした動画をアップロードした場合は192Kbpsに、それ以下は128Kbps以下であっても128Kbpsにエンコードされます。

画質 ビットレート カットオフ
画質に関わらず、アップロード時の音質によって変化する
(192Kbps以下なら128Kbpsに、それ以上は192Kbpsに)
128Kbps 15.5kHz
192Kbps 20kHz

128Kbps

192Kbps

AbemaTV

AbemaTVは、最低画質から高画質では、17.3kHz程度となっており、最高画質では18kHzまで出るようです。

画質 ビットレート カットオフ
最低画質~高画質 128Kbps? 17.3kHz
最高画質 192Kbps 18kHz

最低画質

低画質

中画質

高画質

最高画質

[検証結果について]
ニコニコ動画は元動画のエンコードするときのソフトによっても変わります。
128Kbps時は15.5kHz、192Kbps時は20kHzまで出ることが確認できました。192Kbpsかそれ以上でエンコードすることを強く推奨します。

AbemaTVは地上デジタル放送※(2012年以降にマスターを更新した局)とほぼ同等の音質でかなり高音質となっています。
※サイバーエージェントとともに出資しているテレビ朝日も192Kbps/18kHzカットである。

今回は以上です。

[音圧戦争]CD発売時期による音圧の違い

今回は、CDの発売時期による音圧の違いを検証しました。

検証には前回の“[音圧戦争]PVとCD音源の音圧比較”と同様、「Sound Forge Pro 11.0」を使用しています。

まずは、「クリッピング」とは何かを簡単に説明します。

上記の画像をクリックして拡大すると解ると思いますが、ところどころ波形の頂点が欠けています。
このような状態になってしまうと、音声に「バリッ」といったノイズが入ります。これを“クリッピング”といいます。

それでは、今回は4曲・8種類のCDで比較してみました。

1.EXILE「I Wish For You」

CD1:アルバム“願いの塔”
CD2:アルバム“EXILE BEST HITS SOUL SIDE”

CD1:願いの塔(2011.3.09発売)
(波形)

(クリッピング検出)

CD2:EXILE BEST HITS SOUL SIDE(2012.12.05発売)
(波形)

(クリッピング検出)

このCDは発売時期による音圧の違いは無いようだ。

2.いきものがかり「じょいふる」

CD1:アルバム“いきものばかり~メンバーズBESTセレクション~”
CD2:アルバム“超いきものばかり~てんねん記念メンバーズBESTセレクション~”

CD1:いきものばかり~メンバーズBESTセレクション~(2010.11.03発売)
(波形)

(クリッピング検出)

CD2:超いきものばかり~てんねん記念メンバーズBESTセレクション~(2016.3.15発売)
(波形)

(クリッピング検出)

「いきものばかり~メンバーズBESTセレクション~」の方はクリッピングが見られるが、「超いきものばかり~てんねん記念メンバーズBESTセレクション~」ではクリッピングが無くなっている。ピークが若干抑えられているようだ

3.Superfly「愛をこめて花束を」

CD1:アルバム“Superfly Best”
CD2:アルバム“10th Anniversary Greatest Hits”

CD1:Superfly Best(2013.9.25発売)
(波形)

(クリッピング検出)

CD2:10th Anniversary Greatest Hits(2017.4.05発売)
(波形)

(クリッピング検出)

どちらもクリッピングはしていないものの、発売時期の新しいCDの方が音圧が大きいようです。ダイナミックレンジはどちらも微妙ですが…

4.ORANGE RANGE「ロコローション」

CD1:アルバム“musiQ”
CD2:アルバム“ALL the SINGLES”

CD1:musiQ(2004.12.01発売)
(波形)

(クリッピング検出)

CD2:ALL the SINGLES(2010.7.14発売)
(波形)

(クリッピング検出)

「MusiQ」の方は2004年発売ということもあり、やはり音圧至上なのが解ります。反面、「ALL the SINGLES」はクリッピングは若干あるものの全体的に音圧が抑え目になっています。

こうして見ると、音質重視のアーティストととにかく目立たせようとしている音圧重視のアーティストがいるのが分かります。

今回は以上になります。

[音圧戦争]PVとCD音源の音圧比較

過去に“[音圧戦争]最近のCDの波形 Part.1”という記事を掲載しましたが、今回はPVとCDの波形を比較してみようと思います。

検証には「Sound Forge Pro 11.0」を使用しています。
音源にはCD音源とtvk「音楽缶」のPV音源を使用しています。

音量は調整してあるものが含まれているので参考程度にしてください。今回は“音圧”が対象です。

1.AKB48「ギンガムチェック」アルバム“0と1の間”より

PV音源

CD音源

PV・CD音源比較

CDはかなりギチギチに音が入っているのに対し、PVはかなり余裕があるのが分かる。なお、ギリギリでクリッピングはしていない。

2.家入レオ「純情」アルバム“5th Anniversary Best”より

PV音源

CD音源

PV・CD音源比較

こちらはPVもCDもあまり変わらないように見える。

3.Mr.Children「常套句」アルバム“[(an imitation) blood orange]”より

PV音源

CD音源

PV・CD音源比較

PV版もCD版もダイナミックレンジに余裕があり、かなり音が良い。

4.Every Little Thing「ON AND ON」アルバム“Every Best Single 2~MORE COMPLETE~”より

PV音源(アルバムに付属のブルーレイディスクのPV音源となります)

CD音源

明らかに音圧がギチギチなので、クリッピング検出を掛けてみた(オレンジになっている部分がクリッピングしている)

PV・CD音源比較

PV音源はダイナミックレンジが確保されているのに、CD音源はクリッピングを起こしている。

5.Perfume「未来のミュージアム」アルバム“LEVEL3”より

PV音源

CD音源

明らかに音圧がギチギチなので、クリッピング検出を掛けてみた(オレンジになっている部分がクリッピングしている)

PV・CD音源比較
PV版はそこそこ聞ける音質ですが、CD版は後半の音割れが気になります。

このようにある程度のダイナミックレンジが確保されているCDと、ダイナミックレンジを無視しているCDがあるようです。
また、CD版は音割れ(クリッピング)を起こしていてもPV版は音割れを起こしていないものもかなりあります。

そのため、CDよりもPV音源の方が音が良いものもあったりします。

この検証では、マスタリングの段階ではクリッピングを起こしていなくてもCDにする段階でクリッピングが発生しているものがあることが分かりました。

今回は以上です。

[電子工作]TPA2001D1 デジタルアンプの自作

今回は、秋月電子通商の「1Wx2 ステレオ・デジタル・オーディオ・アンプ・キット」(K-02168)を使用した自作アンプを紹介します。

まずはアンプに使用したパーツとアルミケース、スピーカーを紹介します。(スピーカーは既製品)

商品名をクリックすると販売サイトに移動します。(アフィリエイトなし)パーツ・キットは秋月電子または千石電商に、スピーカーはAmazonにリンクしています。また、現在入手できないものは代替品を掲載しています。

●アンプ:1Wx2 ステレオ・デジタル・オーディオ・アンプ・キット」(K-02168)@2,000円

●コンデンサ:
【1】ニチコン FGシリーズ ※キットには標準のコンデンサが付属。
470μF/25V×2 @60円×2、1μF/50V×2 @10円×2、1000μF/16V×1 @50円)
【2】ニチコン MUSE-ESシリーズ
1μF/50V×4 ※無極性・キット付属品を流用 @15円×4)

●ケース:タカチ電気工業 YM-150 @810円

●ボリュームとボリュームつまみ:
【1】Aカーブ/10kΩ/2連 @285円
【2】ボリュームつまみは好みのものを選択する @300円前後

●スイッチ:日本開閉器工業 トグルスイッチ/M-2013/1回路2接点 @368円

●接続端子:
【1】RCA端子 MR-599()()@それぞれ53円
【2】φ3.5mmイヤホン端子 マル信無線電機 MJ-073H @74円
【3】スピーカー接続端子 PT-S04F-11 @200円

●スピーカー:ヤマハ NS-BP200 @約8,000円

●LEDと抵抗:(筆者はストックを使用)
【1】Vf:3.2V程度のLED 新品を購入する場合は1個10~50円
【2】抵抗 タクマン 1/4W-330Ω @60円または定電流ダイオード @53円
電流は5mA程度流せれば十分です。計算はこちら

●銅線:協和ハーモネット UL耐熱ビニル絶縁電線(AWG20)7色7本入り @520円

●スピーカーケーブルとオーディオケーブル:
【1】スピーカーケーブル (スピーカーに付属)新品を購入する場合は @300円前後
【2】オーディオケーブル(RCAかイヤホンケーブルのうちテレビが対応しているものを選ぶ)新品を購入する場合は100円ショップで @108円

●ネジとスペーサー:
【1】M3規格のネジ 長さ15mm程度のもの(ホームセンターで購入)@200円前後
【2】ジュラコンスペーサー 廣杉計器 AS-305B @320円

●その他:USBケーブル(廃品)、半田こて、半田、直径3mmと5mm程度の穴を開けることのできるドリルなど(全て手持ち品を使用)

合計:約13,900円(その他アイテムは含まず・税込)

電源はテレビの外付けHDD用のUSB端子から取っています。
外部電源を用意する場合は5V出力のUSB端子付きACアダプターを用意してください。(ダイソーのものでOK)

基板の半田付けは説明書にしたがって組み立ててください。
配線方法は以下を参考にしてください(基板の写真は秋月電子通商のものを使用しています)

完成するとこのような感じになります。
前面

背面

底面:ネジ穴は3mmドリルで開けた。

上から見るとこのような感じ

前面の裏側:配線は上記の配線図を参考にしてください。

背面の裏側:配線は上記の配線図を参考にしてください。

基板はネジとスペーサーを使用して固定。

基板表面:このように組み立ててください。(コンデンサは変更しているものがあります)

基板裏面:スルーホール基板なので間違えないように注意してください。取り外すのが大変です。

スピーカー端子との接続は写真のようにして行ってください。
差込口の上にある部分を押すと挿入することができます。

テレビにUSBケーブルとイヤホンケーブルを接続します。

最後にスピーカーケーブルを接続します。赤と黒のプラスチック部分を回してゆるませ、下の穴にケーブルを挿入します。

スピーカーネットを取り付ければ完成です。

音質はこのような感じです。
音源には「MusMus」様の“Stable yet”を使用しています。
録音にはTASCAM DR-05を使用しています。

今回は以上です。

地上・BSデジタル放送の音質(2017年9月現在)

今回は、地上デジタルとBSデジタル放送の音質についてです。
2016/10/31 情報を追加しました。
2016/11/07 テレビ東京・BS-JAPANのマスター更新を反映しました。
2017/2/07 NHK総合のマスター更新を反映しました。
2017/7/07 TwellVのマスター更新を反映しました。
2017/9/03 日本テレビのマスター更新を反映しました。

その前に、マスターのメーカーについてです。
日本の放送局で使用されているマスターは主に3社(NEC/東芝/パナソニック)ありますが、殆どはNECと東芝です。

NECはAPS、東芝とパナソニックではAPCと呼ばれています。

今回の音質についてではNECと東芝のマスターを使用した関東の放送局について触れます。

基本的に、AAC-LC(MPEG2)に圧縮して放送されています。サンプリング周波数はすべての局で48000Hzです。

下に行くにつれて高音質になります。
音声ビットレート/カットオフ周波数=ハイカット(備考)の順です

NECマスターの局は青字で、東芝マスタ-の局は赤字で表記しています

72Kbps/14kHzカット(モノラル) 旧NEC

現在は該当なし(過去にはNHK総合とNHKEテレが該当していた)
2016.7.11 NHKG(モノラル72Kbps)

144Kbps/15kHzカット(モノラル 72Kbps) 新旧NEC

[地上波]

  • NHK総合
  • NHKEテレ

[BS]

  • 釣りビジョン
  • ディズニーチャンネル(SD)

192Kbps/15kHzカット 旧型NEC

[地上波]

  • TBS
  • 千葉テレビ
  • 群馬テレビ
  • とちぎテレビ
  • テレビ埼玉(経由機器によって音質劣化あり)
  • かつては日本テレビ(2004年2月29日~2017年9月03日)が該当していた。

BSジャパン カットオフ周波数

192Kbps/18kHzカット 新型NEC/新型東芝

[地上波]

  • テレビ朝日
  • テレビ神奈川

[BS]

  • BS朝日
  • BS-TBS
  • TwellV(2017年7月01日~)
  • BSスカパー
  • グリーンチャンネル
  • FOXスポーツ
  • D-Life
  • WOWOW
  • 日本映画チャンネル
  • アニマックス

2016.7.11 BSスカパー カットオフ周波数

192Kbps/20kHzカット 旧型東芝

[地上波]

  • フジテレビ
  • 放送大学(ステレオ)
  • かつてはTwellV(~2017年6月30日)が該当していた。

 

256Kbps/20kHzカット 旧型東芝/NEC

[地上波]

  • 放送大学(モノラル・128Kbps)
  • かつてはNHK総合・NHKEテレが該当していた。

[BS]

  • BSフジ

2016.7.11 Twellv カットオフ周波数

256Kbps/20.25kHzカット 新型NEC/新型東芝

[地上波]

  • NHK総合(圧縮Bモード)
  • NHKEテレ(圧縮Bモード)
  • 日本テレビ(2017年9月03日~)※解説放送実施時は192Kbps/18kHzカット×2
  • テレビ東京 ※副音声実施時は256Kbps+192Kbps/18kHzカット
  • TOKYO MX

[BS]

  • NHKBS1
  • BSプレミアム
  • BS日テレ
  • BS-JAPAN
  • BS11
  • スターチャンネル
  • J Sports

Lupin TT(2015) BS-NTV[20.25kHz]
なお、BS日テレは2段ハイカットとなっており、以下のように瞬間的に21.5kHzまで出ることがあります。
Lupin TT(2015) BS-NTV[21.5kHz]

384Kbps/15KHzカット(5.1chサラウンド) 旧型東芝

[地上波]

  • フジテレビ

192Kbps/15kHz以下の局は音質劣化が目立ちます。テレビ埼玉はマスター以外に音質劣化の原因があるようです。

今回は以上です。

[音圧戦争]最近のCDの波形 Part.1

今回は、CDの音圧と波形についてです。

音圧とは・・・媒質中を伝わる音波の強さを表す量の一。媒質の圧力の変動部分を実効値で表す。
基準音圧に対する比の値の常用対数値の20倍を音圧レベルといい(単位dB)、多くはこれで音圧を表す。(広辞苑)

音圧が大きいCDは聞こえは良いが、音質的にはとても不利である。
(例えば、音割れが目立つ)

では、幾つかのCDの波形を見てみよう。

1.Aqua Timez「決意の朝に」 アルバム「10th Anniversary Best RED」
全体
AquaTimez 決意の朝に 波形(全体)
最大
AquaTimez 決意の朝に 波形(最大)盛り上がる部分で音圧を上げ、静かな部分は音圧を小さくする設定のようだ

2.嵐「サヨナラのあとで」 アルバム「LOVE」
全体
嵐 サヨナラのあとで 波形(全体)
最大
嵐 サヨナラのあとで 波形(最大)こちらも上述の「決意の朝に」とほぼ同じ設定のようだ。音質はかなり良い部類である。

3.鬼束ちひろ「月光」 アルバム「GOOD BYE TRAIN -ALL TIME BEST 2000-2013」
全体
月光 波形(全体)
最大
月光 波形(最大)このCDはSHM-CDだが、この音圧では意味がないどころか、かなり音質が劣化している。

4.AKB48「ギンガムチェック」 アルバム「0と1の間 No.1 Singles」
全体
ギンガムチェック 波形(全体)
最大
ギンガムチェック 波形(最大)
これが、音圧戦争の代表といっても過言ではない、典型的な“海苔波形”である。最初から最後までほぼ同じ音圧・音量なので、とても五月蝿いのが特徴。

海苔波形とは・・・波形で全体が埋まって「海苔」のように見えることが名前の由来。

5.Tommy february6 「L・O・V・E・L・Y ~夢見るLOVELY BOY~」 シングル「L・O・V・E・L・Y~夢見るLOVELY BOY~」
全体
L・O・V・E・L・Y 夢見るLOVELY BOY 波形(全体)
最大
L・O・V・E・L・Y 夢見るLOVELY BOY 波形(最大)こちらは音圧戦争真っ只中の2004年に発売されたCDなので、やはり海苔波形である。なお、この音源は劇場版ポケットモンスターのサントラCDのものを使用したので、AmazonリンクのCDでは上述のAKB48のような感じだと思われる。

6.B’z 「有頂天」 アルバム「EPIC DAY」
全体
有頂天 波形(全体)
最大
有頂天 波形(最大)このCDは2015年発売のCDなので、音圧が控えられてると思いきや、かなり海苔に近い波形となっている。そのため、音が割れる。

7.アンジェラ・アキ「手紙 ~拝啓 十五の君へ~」 アルバム「TAPESTRY OF SONGS -THE BEST OF ANGELA AKI」
全体
拝啓~15の手紙~ 波形(全体)
最大
拝啓~15の手紙~ 波形(最大)現在販売されているCDでは、かなり綺麗な波形。音質も良いが、イコライジングがやや強めなのが気になる。

Part.1は以上です。