24ビット/192kHzの音楽ダウンロードとその無意味さ

24/192の音楽ダウンロード...そしてなぜそれが無意味なのか Xiphホームページ Planet.Xiph Monty's demos イントロダクション 生理学 可聴スペクトル ゴールデンイヤー スペクトロファイル 相互変調 誤謬 オーバーサンプリング 16ビット vs. 24ビット ノイズ ダイナミックレンジ 信号対雑音比 なぜ24ビットなのか？ リスニングテスト 注意書き 確証バイアス ラウドネストリック クリッピング 異なるマスター 意図しない手がかり より良いヘッドフォン ロスレスフォーマット より良いマスター サラウンド アウトロ さらに読む 脚注 こちらも参照 Xiph.Orgの新しいビデオ「Digital Show & Tell」では、実際の機器を使ったデジタルサンプリングの詳細なデモンストレーションをご覧いただけます！ 先月の記事では、ミュージシャンのニール・ヤングとAppleのスティーブ・ジョブズが、「妥協のないスタジオクオリティ」のデジタル音楽ダウンロードを提供する可能性について話し合ったことが報じられました。多くの報道やユーザーのコメントは、非圧縮の24ビット192kHzダウンロードの prospect に特に熱狂的でした。24/192は、数ヶ月前にヤング氏のグループとの私の会話でも prominent に取り上げられました。残念ながら、音楽を24ビット/192kHzフォーマットで配布する意味はありません。その再生忠実度は16/44.1または16/48よりもわずかに劣り、スペースを6倍も占有します。今日のデジタル配信音楽には、オーディオ品質と「体験」に関するいくつかの real な問題があります。24/192はそれらのどれも解決しません。誰もが24/192を magic bullet として fixate している間、私たちは actual な改善を見ることはないでしょう。まず、悪いニュースです。 過去数週間、私は24/192ダウンロードを信じ、誰が disagree できるのか知りたいと思っている、 intelligent で科学的な考えを持つ人々と会話をしました。彼らは詳細な回答に値する良い質問をしました。私も high-rate デジタルオーディオ advocacy を動機づけているものに興味がありました。回答は、 signal theory や sampling theorem の基本を理解している人がほとんどいないことを示唆しています。これは hardly surprising です。数学、テクノロジー、生理学の誤解は、ほとんどの会話で生じました。しばしば、 otherwise significant なオーディオ専門知識を持つ professional によって assertion されました。一部の人々は、 sampling theorem が digital audio が実際にどのように機能するかを really explain していないとさえ主張しました [1]。 misinformation と superstition は charlatans にしか役立ちません。したがって、 actual に役立ついくつかの改善を提案する前に、24/192 distribution が意味をなさない理由の basics をいくつかカバーしましょう。 紳士諸君、君の耳を紹介しよう 耳は、 cochlea の resonant basilar membrane 上にある hair cell を介して音を聞きます。各 hair cell は、 membrane 上の位置によって決定される narrow frequency band に effectively tuned されています。感度は band の中央で peak し、他の nearby hair cell の band と overlapping する lopsided cone shape で両側に fall off します。 sound は、それを聞くために tuned された hair cell がなければ inaudible です。 左上： human cochlea の anatomical cutaway drawing で、 basilar membrane は beige で色付けされています。 membrane は、その length に沿って different frequencies に resonate するように tuned されており、 higher frequencies は base の近くに、 lower frequencies は apex の近くにあります。いくつかの frequencies の approximate locations がマークされています。 右上： basilar membrane に沿った hair cell の response を overlapping filters の bank として represent する schematic diagram です。これは、 tuner が実際に設定された場所の近くの frequency を pick up する analog radio に似ています。 station の frequency から離れるほど、弱く distorted になり、 no matter how strong 、 completely disappears するまでになります。 可聴周波数帯域の upper (and lower) limit があり、それを past すると、 last hair cell の sensitivity は zero に drop し、 hearing は終わります。 サンプリングレートと可聴スペクトル これを何度も聞いたことがあるでしょう： human hearing range は 20Hz から 20kHz まで spans します。これらの specific numbers に researchers がどのように到達したかを知ることは重要です。まず、 audio range 全体で listeners の group に対して 'absolute threshold of hearing' を measure します。これは、 ideal circumstances で healthy ears で measured された、 any given frequency に対して human ear が perceive できる very quietest sound を represent する curve を与えてくれます。 anechoic surroundings 、 precision calibrated playback equipment 、 rigorous statistical analysis は easy part です。耳と auditory concentration は both fatigue quickly するため、 listener が fresh なときに testing を行う必要があります。これは lots of breaks and pauses を意味します。 methodology に応じて、 testing は many hours から many days までかかります。次に、 'threshold of pain' の opposite extreme の data を collect します。これは、 audio amplitude が physical and neural hardware が input によって completely overwhelmed されるだけでなく、 physical pain を経験する point です。これらの data を collect するのは trickier です。 process で anyone の hearing を permanently damage させたくありません。 上： Fletcher and Munson (1933) に modern sources を加えた approximate equal loudness curves で、 frequencies > 16kHz です。 absolute threshold of hearing と threshold of pain の curves は red でマークされています。 subsequent researchers はこれらの readings を refine し、 Phon scale と ISO 226 standard equal loudness curves を culminating しました。 modern data は、 Fletcher and Munson の結果よりも ear が low frequencies に対して significantly less sensitive であることを示しています。 human audio range の upper limit は、 absolute threshold of hearing curve が threshold of pain と cross する point として defined されています。その point (or beyond) で audio を faintly perceive するためにさえ、 simultaneously unbearably loud である必要があります。 low frequencies では、 cochlea は bass reflex cabinet のように機能します。 helicotrema は basilar membrane の apex にある opening で、 individual によって 40Hz から 65Hz の間の somewhere に tuned された port として機能します。 response はこの frequency below steeply rolls off します。したがって、 20Hz - 20kHz は generous range です。これは可聴スペクトルを thoroughly cover しており、 nearly a century の experimental data によって backed された assertion です。 遺伝的才能とゴールデンイヤー 私の correspondence に基づくと、多くの人々が extraordinary gifts of hearing を持つ individuals を信じています。そのような 'golden ears' は really exist するのでしょうか？それは、あなたが golden ear を何と呼ぶかによります。 young, healthy ears は old or damaged ears よりも better hear します。一部の人々は、ほとんどの人が知らない sound and music の nuances を聞くために exceptionally well trained されています。1990年代には、私は every major mp3 encoder を sound で identify できました（当時はどれも pretty bad でしたが）、そして double-blind testing で reliably demonstrate できました [2]。 healthy ears が highly trained discrimination abilities と combine されると、私はその人を golden ear と呼びます。それでも、 below-average hearing も、 untrained listeners が escape する details に気づくように trained できます。 golden ears は、 average mortals の physical ability を beyond 聞くことよりも training に関するものです。 auditory researchers は、 greatly extended hearing range のような truly exceptional hearing を持つ individuals を find, test, and document することを love するでしょう。 normal people は nice ですが、 everyone wants to find a genetic freak for a really juicy paper です。過去100年間の testing ではそのような人を見つけていないので、 probably don't exist するでしょう。 sorry。 we'll keep looking。 スペクトロファイル おそらくあなたは私が今書いたすべてのことに対して skeptical でしょうか？それは certainly marketing material のほとんどに反します。代わりに、 preexisting audiophile baggage を carry しない hypothetical Wide Spectrum Video craze を考えてみましょう。 上： human eye の rods and cones の approximate log scale response で、 visible spectrum に superimposed されています。これらの sensory organs は overlapping spectral bands で light に response するように、 ear の hair cells が overlapping bands of sound frequencies に response するように tuned されています。 human eye は limited range of frequencies of light 、 aka 、 visible spectrum を見ます。これは sound waves の audible spectrum に directly analogous です。 ear のように、 eye には different but overlapping frequency bands で light を detect する sensory cells (rods and cones) があります。 visible spectrum は about 400THz (deep red) から 850THz (deep violet) [3] まで spans します。 perception は stee