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2018年5月13日 (日)

究極の「CDフォーマットハイレゾ音源」

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「疑似ハイレゾ音源」の最新バージョンの紹介記事です。

疑似ハイレゾ音源の最新バージョン
http://r1rawd.cocolog-nifty.com/blog/2020/12/post-40adca.html
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究極の「CDフォーマットハイレゾ音源」

 

簡単にまとめると

 

 1、CDフォーマット(44.1KHz,16bit)でハイレゾ音源の再生ができる。
 2、CDフォーマットハイレゾは、手持ちのCD音源から簡単に作成できる。
 3、CDフォーマットハイレゾは、CD-ROMに焼いてCDプレーヤーで聞ける。

 

     ****  追記 2018/06/01  ****
     改良した CDフォーマットでハイレゾ再生Ver.2 になりました
     http://r1rawd.cocolog-nifty.com/blog/2018/06/cdver2-99f5.html

 

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最新バージョン
1、CDからハイレゾ音源を作ります。
  なんちゃってハイレゾ音源 Ver.5
  http://r1rawd.cocolog-nifty.com/blog/2018/05/ver5-9ba9.html

 

2、CDフォーマット(44.1KHz,16bit)のままでハイレゾ音源を再現
  CDフォーマットでハイレゾ再生Ver.3
  http://r1rawd.cocolog-nifty.com/blog/2018/08/cdver3-945e.html
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① CDフォーマットはハイレゾ音源だった?

 

 ハイレゾ音のポテンシャルを持っているCD品質(44.1KHz,16bit)の音源。
その再生を阻害しているのはスピーカーやヘッドホンの過渡特性の悪さであることが
解りました。
(※ブログ作成者R1の考えです。元記事のリンク

 

 なら、スピーカーやヘッドホンの過渡特性を補償する波形を作って音楽信号に加えて
やれば、スピーカーからは理想的な音が出るのでは?
ハードウエアによる手法(※1)はパソコンだけがツールのR1には無理、ということで
「音楽編集ソフトAudacity」だけでできる新しい方法を考えました。

 

名付けて

 

  究極の「CDフォーマットハイレゾ音源」

 

なんとCDフォーマット(44.1KHz,16bit)でハイレゾ音を再生できる方法です。

 

但しちょっとだけ問題がありまして(^_^;)

 

 1、再生品質(過度特性の補償値)は私のヘッドホンに合わせた値なので、
  ほかの再生システムでは、効果が小さいか無いこともあります。
  (設定の調整でシステムに合わせて補償値を最適化できます)
 2、元の音楽信号の17.5KHz以上の帯域に補償信号を重ねて入れています。
  17.5KHz以上のモスキート音が聞こえる世代には不自然かもしれません。
  (私の耳では10KHz以上は聞こえないので解りません(^_^;)
 3、過度特性の良好な再生機器では不自然に聞こえる(はずです)
 4、フルレンジスピーカー以外(ネットワークフィルターのある2、3ウエイなど)では、
  ローパスフィルターの入っていないツイーターの補正になると思います。
  (HPF17.5KHzなので問題ないと思いますが、結果はテストしていないので不明)

 

良い点もあります。
 1、ファイルサイズがCDと同じで、ハイレゾ音源のようにハードディスクを圧迫しません。
 2、出来上がったCDフォーマットをCD-ROMに焼けば、CDプレーヤーで再生できます。 

 

 「CDフォーマットによるハイレゾ音源」は無料の音楽編集ソフト「Audacity」を使って
簡単に作ることが出来るので是非体験して見て下さい!

 

   (※1)
    まだハイレゾの無い時代にMFB方式スピーカーというのがあって、ボイスコイルの
   動きやマイク集音の信号をフィードバックして主に低音部の改善を図った手法があり
   ました。
   現代版に焼きなおして、振動板をレザー変位計でモニターして音楽信号との差を
   補正して、過渡特性を相殺するようなハイテクのアンプ&スピーカーが出来ると思う
   のですがどうでしょうか?

 

②「CDフォーマットハイレゾ音源」の原理

 

 スピーカーの過度特性の補償情報(高音域信号)を音楽信号より僅かに先送りして、
振動板の動きの加速、又は減速を早めることで過度特性による振動板の動きの遅れを小さくする。

 

  1)先送り時間は音楽信号の1フレーム(1/44100秒)
   時間は 1,2,3,4/44100秒の中からヒアリングにて決定

 

  2)先送り信号の帯域は過度特性の悪化する高域域のみを補償するためハイパスフィルター
   で、高域域のみを抽出する。 帯域は17.5KHz以上とした
   帯域は、15-20KHZ間を0.5KHzステップでヒアリングして決定。

 

  3)先送り信号の大きさは、オリジナル音源をHPF後に-80db  -110dB下げたもので、
   単独で聞いても聞こえない音量です。
   ゲインは、-50~-100dBを-5dbステップでヒアリングして、-80db  -110dBに決定。

 

    ヒアリングは当初、96KHz,24bit音源とサンプルダウンした44.1KHz,16bitの比較で
   行ったが、CD音源の補正結果と乖離しているので、最終的には私の聴感で決定して
   います。
   (手前味噌ですが、ハイレゾ音源よりCDフォーマットハイレゾの方が気持ち良く聞こえ
   ます)

 

 

 

  ※各自のシステムに合わせて調整する場合

 

    1)先送り時間は音楽信号の1フレーム(1/44100秒)がベストです。
     2フレーム以上は音を悪化させます。
    2)ハイレゾ感が薄いと感じるときは、HPFの周波数を少し下げてみます。
     下げすぎると、過度特性の良い範囲も補正してしまっていて音が籠った感じになります。
     音が籠らない範囲の下限がベストです。
    3)ゲインは、-80 -110dBから±5dBステップで調整。
     大きすぎると一見華やかになりますが、音が尖って聞き疲れします。

 

 

 

   *** 追記 2018/05/19 *************************************************
    MusicBeeのWASAPIは音が悪いと思って調べたら、WASAPI共用モードであった
   のが解かり、ドライバ:ASIO、デバイス:BRAVO-HD に変更したところ排他モード
   になり再生音が向上しました。WS.EXEはWASAPI排他モードが使えていたのですが
   ASIOに替えたところやっぱり音質が良くなりました。
   ASIOに替えて、広がりが出てセパレート感が増しましたが高音が強調されるように
   なり、-80dBのゲインではちょっとうるさく感じるため設定を見直して-110dBとしました
   やっぱり、DACのUSBコントロールICメーカーの純正ドライバーの方がいいみたいです
     でも、17.5KHz(HPF)後に-110dB下げた極微小音と合成して音に変化があるって、
   耳は計測数値より敏感なのか?
   **********************************************************************

 

 

 

 R1メモ
  録音用のマイクロフォンも空気振動を振動板で電気信号に変えているので
 当然振動板の過度特性があります。
 もしかすると、「CDフォーマットハイレゾ音源」の過度特性の補償は
 「マイク~アンプ~スピーカー」の総合的な過度特性全部をひっくるめて、
 補正している可能性があります。
 録音用マイクロフォンの横にいて聞いていたらこんな音が聞こえているかも
 しれませんね?(^_^;)

 

 

 

③「CDフォーマットハイレゾ音源」の作り方。

 

  音楽編集ソフトAudacityによる操作です。

 

 1,CDフォーマット(44.1KHz,16bit)ファイル(※2)の読み込み →①
 2,①の下に新しくステレオトラックを追加 →②
 3,②に①をコピー →③
 4,③の先頭の1フレーム(1/44100秒)を削除 →④
 5,④に17.5KHzハイパスフィルター(HPF※3)を2回行う →⑤
 6,⑤のゲインを-80 -110db下げる(-50,-50,-10dbを各1回) →⑥
 7,①と⑥を合成してCDフォーマットのまま書き出す →⑦ 完成

 

  完成したCDフォーマット音源は、PCやUSB-DAC、又はCD-ROMに焼いてCDプレーヤーで
 再生できます。

 

  (※2)CDなどの非圧縮音源以外に、mp3,AAC,WMAなどで圧縮率が低く高域が多く
      残っている音源も効果が感じられました。
  (※3)HPF(ハイパスフィルター)のカーブは標準ではないので、自作してください。

 

Audacityによる作り方のビデオです。

 

 

 

 

 

 

 

 

R1メモ
  CDフォーマットハイレゾは、苦労して作った「なんちゃってハイレゾ音源Ver.5」を
 越えた音質になったと 感じています。
 実はCDフォーマットハイレゾは、「ハイレゾ音源はなぜ音がよく聞こえるのか?」の記事を
 書いているときに思い付いたもので、Ver.5までの積み重ねがあってできたものです。
 この後の発展は、
  ・Audacity処理のバッチ化で、一発変換。
  ・HPFの減衰特性のチューニング(直角カーブで無く斜めで落ちるカーブは組み合わせが膨大)
  ・可変型遮断周波数とゲインの採用
  ・テスト信号発生器、スピーカー測定用マイクorレザー変位計、過度特性計算・補正値
   演算・補正の自動システム
 など私にはできない手法が思い付きますが・・・。

 

 

 

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