スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

CDリッピングソフト音質差を右と左で比較する

13/10/15初稿

 CDからリッピングしたファイルについて、再生環境条件は全く同一で、かつ音声データのバイナリが全く同一でも音質が変わるという説があります。吸い上げるバイナリは同じなのに、例えば「高音質な(低音質な)リッピングソフト」があると。

 内蔵HDDと外付けHDDで比較なんて論外なのは言うまでもありませんが、理屈上の理想条件としてはストレージ上の位置やファイル名まで同一、とにかく違うのはファイルの出自だけ、という意味です(実際には同時に成立させるのは不可能ですが)。
 再生環境とリッピング環境を兼ねている場合は、ドライブやリッパーソフトを追加削除してリッピング環境を変えたら再生環境も同一とは見なせないのはもちろんです。ドライブは動作してなくても通電してますから電気的条件変わってますし組み込んだだけで振動などメカ条件も変わってますし、ソフトも、立ち上げなくとも何か常駐してるかも知れませんしレジストリ書き換えたことで何か影響あるかも知れませんし。

 私はその説を取るものではありませんが、特に「リッパーソフトで音が変わる」について、やってみないままでいるのもナンなのでチャレンジしてみました。ちょっとオモシロイやり方思いついたのをきっかけに。


 特記なきはWAV形式、再生は排他WASAPI、余計な変換やエフェクトは当然何もなし、です。


■どんな考え方があるのか

 デジタルオーディオ処理には大きく分けて3ステップあると思っています。

  Step1.ストレージへの記録
     (無通電状態を経由。ストレージ以外の環境は以降と全く関係しない)
  Step2.ストレージから読み出して転送してDACチップに入力
  Step3.DACチップでアナログ化

 この後はアナログオーディオですね。

 さて、ERIでは音声バイナリ一致でも音は変わると考えていますが、それはStep2と3、つまり“再生動作中”に関してです。

 ので、本稿で取り上げるのは、「再生環境(Step2,3)が全く同一でも、異なるリッピング環境(Step1)で生成されたファイルは再生時に音が異なる」という説についてです。ストレージに記録する時に差が生じ、その後「無通電状態」になっても影響を持続するということですね。

 なので、通常語られる「デジタルなのに音が変わる」よりさらに一歩踏み込んだ説と言えるでしょう。レベルが違うことを認識して考える必要があると思います。
 「CDの読み取りエラー(C2エラー)の量」の差の話との混同しやすい点にも注意が必要でしょう。音声バイナリ不一致なので論外ですが念のため。


 さて、「リッパーによって音が変わる」可能性ですが、まず、大きくふたつに分けて考えた方がよいと思っています。

A.ファイル構造説
 リッパーによって生成するファイルが異なる。音声データとしてのバイナリは同一でも、ヘッダやフッタ、および楽曲データ(trackデータ)の前後に付加される「ゼロサンプル(*)」の状態が変わることで、音声データ本体の再生品質が左右される。
 具体的に言うとWaveCompareでは一致するがファイルコンペアでは不一致な状態。

*:厳密に言うと±1程度の値の場合もありますが、本稿では煩雑さを避けるため「ゼロサンプル」「無音データ」などと記します。

 以下に上記を表す簡易図を示します。

WAVファイルとCD構造

 この後の考察の参考として。

 この説は、楽曲部バイナリは一致でもファイルバイナリが一致しませんので本当は「バイナリ一致なのに~」には当てはまりません。
 が、一応、「楽曲部バイナリは一致しているのに音が変わる」可能性につき以下で吟味します。


B.ビット品質説
 ファイル生成するアプリ(つまりリッピングソフト)やOS、光学ドライブなどのハード環境によってリッピング時に記録された「ビットの品質」が異なる。品質の影響は無通電状態でも保持されコピーしても残留し(*)、HDDからメモリに展開する際もそれはメモリの電荷にまで及び、最終的にDACのアナログ変換結果に影響を与える。
 よって、同じバイナリでも音質が異なる。すべてメモリに展開してから再生するプレーヤでも影響は免れない。

*:そもそも再生時ストレージから読み出されて最終的にDACに届くまでにメインメモリや各種バッファ上に「何度も何度もコピー」されているのですから、伝播すると考えないワケにはいきません。さらにそもそも、バッファなどを介しても影響するからこそ記録時にビット品質差が生まれるのですから、再生時には伝播しないという理屈は成立しがたいでしょう。
 一応、ビットそのものだけでなくビット品質がそのビットを扱う時にシステム全体に与える影響の伝播も含むこととします。
 なお、コピー劣化説も存在しますが、今回は、元々ビットに品質差がありそれがコピーで劣化してもしなくても伝播する、としておきます。

 さて?

・「ファイル構造説」:フォーマットについて
 これは完全に0/1の世界のハナシですので、バイナリエディタでWAVファイルの中身を確認すればすぐに事実が解ります。大変シンプルなフォーマットですので音質差を発生させようがないんですけど(苦笑)。

 記事でiTunes版とEAC版のヘッダ部分を確認していますが全く同一でした。フッタにライブラリ管理用などの付帯データの類は付いていませんでしたし。つまりファイル構造としては同一であり、違うのは(というか“違う可能性があるのは”)「ゼロサンプル」の値と数だけ、となります。
 ヘッダフッタは“余計なものはない一番シンプル”というレベルで同一なのですから、プレーヤソフトはそれに基づいて余計はことをする余地はなく、つまりiTunes版とEAC版でリップしたファイルに対しプレーヤの動作が異なることはあり得ません。「iTunesよりEACでリップした方が音がいい」という理屈(仮説)は思いつかないのです(「ゼロサンプル」については後述)。

 さて、記事では当時高音質と評価されていたのでEACを比較対象にしたのですが、新たに、最近音がいいリッパーとして評判らしい「dBpoweramp CD Ripper」が生成するWAVファイルの中身も確認してみました。
 まずはインストールしたままのデフォルト状態でリッピング。

 と、こちらにはフッタが付いていました。
 以下添付します。反転したところがそれ。この前までが音声データで、先頭末尾のゼロサンプルも含めたサンプル数はiTunes版と同じです(つまりこの反転部分だけプラスされている)。

dBpowerampフッタ

 その意味では“iTunesより余計なことしてる”ワケですね。

 このフッタはカバーアート表示に対応していますので、規格に反応するプレーヤにおいては画像表示が加わるワケですから再生動作が異なるとは言えるでしょう。
 なので、「肥大化したファイルで再生時に余計なことをして音質を悪化させる」可能性は否定できないでしょう。
 そして、そうだとすると、iTunesよりdBpowerampのファイル形式の方がそれ、ということになります。


 つまり「iTunesはリッピング時に余計な付加情報を付けてデータが肥大化しているので音が悪い」という説にとっては事実は逆になっているということです。

 ただし、あくまでdBpowerampデフォルト設定の場合です。オプション設定でプレーンWAVファイル出力にすることもできますので。

 リッパーとしてはプレーンWAVを出力する方が“王道”だと思いますので、本稿では「オプションなしのプレーンWAV」であることを前提として記します。

 なお、dBpoweramp版とiTunes版のWaveCompare一致は言うまでもありません。

・「ファイル構造説」:ゼロサンプル状態について
 音声本体データにくっついている「ゼロサンプル」の状態がΔΣ方式DACの動作(演算して1bitデータを作るロジック)に影響を与える可能性も一応考えることはできます。
 ΔΣ型DACは入力されたPCMデータを演算して1bitデータを生成し、それをD/A変換しています。DACは最初に入ってくる先頭のゼロサンプルも有意サンプルとして扱うハズです。ということは、ゼロサンプルの状態によって生成される1bitデータは異なるということになります。
 当該演算はフィードバックを含みますので影響はしばらく後の演算結果まで波及する可能性があります。が、どれくらい後までどのくらいのレベルで影響するのかといったことは難しすぎて判りません。

 ただし、本件はあくまで素人考えの理屈上のハナシですし、仮にあったとしても冒頭のほんのわずかだけでしょうし、そもそも「あらゆるトラックをどんなΔΣ変換方式のDACで再生しても高音質になるよう当パラメータを調整してリップするリッパー」というのも考えにくいです。dBpowerampなんて有料商品なのですから、そんなすげぇ機能があるなら大々的に宣伝してるでしょうし(特許取得! とか声高に)。ドライブにも依存するハズですから無理でしょうし。

 ちなみに、オプション設定で「Disable Tag Writing」にしたdBpoweramp版はiTunes版と「ファイルコンペア」でも一致しました。つまりヘッダフッタのみならず「ゼロサンプル」の数も値も同じということです。オフセット補正はされていないと言うことですが、不確かながら「AccurateRip」ダイアログで“Close”をクリックした記憶があります。
 iTunesと一致することからも“dBpowerampは「ゼロサンプル」について音が良くなるような操作はしていない”と考えていいでしょう(iTunesもたまたまよかった、と考えることもできますけどね)。
 また、以下での試聴において「ゼロサンプル」の影響はない、とも言えます。

 以上より、「ファイル構造説」は私的には成立していません(ヘッダフッタが異なって再生動作が変わるのは論外として)。

・「ビット品質説」について
 ということで、確認すべきは「ビット品質説」のみになります。0/1というデータとしては同じなのだけれどストレージ上で0や1を示す電気的磁気的品質が異なるという説ですね。ビットレベルでアナログ的な差があり、それは“最終的にアナログ音声に影響を与えるレベル”のものである、という説です。

 具体的には
「記録時に“強く磁化”されたHDDのビットが読み出される時のノイズは“弱く磁化”されたビットより大きい」
とか
「記録時に“ジッタが大きい”クロックで記録されたビットを読み出す時と“ジッタが小さい”クロックで記録されたビットを読み出す時では読み出された信号の立ち上がり・立ち下がりエッジのタイミングが異なる」
のでその後の回路に影響を与える、といった考え方かと思います(私の自説ではありません、念のため)。
 なお、「ビット品質差で読み出し時にリトライやエラー訂正動作が異なる」という可能性は、微妙なリッピング環境差でそれほどの差(エラービット大量増)が発生するということになり、そんなデリケートさではコンピュータシステムは成立しえないと思いますので考えません。

 ボールド部は重要なポイントだと思っています。
 全くのたとえ話ですが、
「地球の地磁気には向きがあるので、HDDの向きによってヘッドがディスク面を磁化させる際に影響がある。リッピングはHDDのビットの長さ方向を南北方向に合わせた方がビットがキレイに記録(磁化)される」
という説があったとします。
 この説を考える時、「地磁気がHDDのビット磁化に影響を与えるのか否か」というステップと、「記録時にビット磁化に影響を与えるとしたら、それを読み出して再生する時アナログ音質にまで有意な(聴きとれる)影響があるか」を考えるステップがあります。
 この時、「ビット磁化に影響を与えるし、それはアナログに再生する時人間が聴きとれる変化になるレベル」という説でしたら2ステップで議論する意味はあるでしょう。
 ですが、「ビット磁化に影響を与えるが、人間が聴きとれる再生音の変化にまではならないレベル」という説なら、もはや「地磁気はビット磁化に影響を与えるか否か」を考えても意味ありませんよね(少なくとも趣味のオーディオ的には)。と言うか敢えて唱える必要ないがな(爆)。


 さて、ビット品質差違を生む要因としては大きくふたつの説

・リッピング時の条件によって生成された段階ですでに違う
・コピーによって劣化する

があると思います。
 が、後者についてはすでにコピー劣化について考えた記事で成立しがたいと考え、念のためハード・ソフトの条件を悪化させた状態で複数回コピーしたファイルと元ファイルの聴き比べを行った結果違いを確認できていませんので、私的には“ない”と判断しています。ので、本稿では最初から除外して記述しています。
 さらに、本稿では「ストレージ上の場所」や「ファイル名階層の影響」などについては「ビット品質以外の条件は同一」の範疇として無視していますが、それらの影響可能性については上記記事で考えた通りです。

 次に前者についてですが、見方としては大きくハードとソフトに分けられると思います。
 ハードウェア的条件差については、上記記事で「コピーでビット品質は(聴いて判るような)変化しない」と判断したのと同じ考え方でいいと思います。つまりリッピング時にもハードで差は出ないと考えており、今回はパラメータとしては無視します。


 ので、残る論点は冒頭で示した通り「生成時点でのソフトウェア的な条件差」、つまり「アプリ=リッピングソフトによってビット品質差は発生しえるか(繰り返しますが聴いて判るレベルの差として、です)」になると言っていいでしょう。
 しかし、私としては
「ストレージへの記録時、聴いて判るレベルの音質差になるビット品質差をリッパーソフトが発生させる。再生時にはメモリやバッファにコピーされながらDACまで転送されるが、それでも影響が残るレベルの品質差である(音声データそのものではなく間接的影響も含む)」
とは思えず…
 確かにリッパーソフトが違えばシステム動作は異なるでしょうから、「プレーヤソフトが変わったら音が変わるって言うなら同じじゃないか」と言われたらある意味そうなんですが、“影響の程度感”として実感できないんですよね。無通電になっても影響するってところも。
 間接的影響にしても、再生中“ず~っと均一に”ディスク面からビット読み出ししてるワケでもないし。このあたり、「アナログ再生」とは決定的に違うところですよね。

 なお、例えばHDDへ記録する時の記録位置や断片化がリッパー優劣の要因である可能性については、これもほぼ考えられないと思います。だってOSの管理領域ですからリッパーには制御できませんし、コピーしたら変わっちゃいますし。


■リッパーによるビット品質差違を試聴する

 理屈上可能性を見いだせないことはあまり試す気にならない(苦笑)タチなのでやってませんでしたが、確認された現象から理屈を考えねばならなくなることもあり得ますし、何より“やってみたって実績”も欲しいですしね(笑)。

 と言っても、仮説も立たないのですから何をどう変化させて試せばいいのかはムズカシイです。
 リッピング時のOS環境などももちろんパラメータになると思いますが、まずはリッパーの違いだけを見ることにします。逆に他のパラメータは弄らず、リッパーだけで何か違いがあったら他のパラメータも実験してみる、ということで。HDD上の場所など、どうしようもない部分は今回は無視です。

・セキュアであることとビット品質は無関係
 ちなみに、EACやdBpowerampなどの「セキュアリッパー」が「セキュアリッパー」であるが故にiTunesなどの「フツーのリッパー」より高音質であるという根拠は、一応“補間エラーの差”ですから、セキュアであるかないかは“ビット品質の差”とは直接関係ないでしょう。
 と言うか個人的には逆に、セキュアリッパーの方が忙しくいろんなことしてますからノンセキュアよりシステム負荷が大きいのでビット品質(があるのなら)には不利な気がしてます。リッピング中に一所懸命いろんなログとるなどでリッピングファイル以外にも複数ファイルのリードライトしてて断片化が大きくなるとか???
 セキュアリッパーってなんぞやについてはリッパーのエラー訂正考察記事をどうぞ。

・同時に聴けるんじゃなイカ?
 すんごく微妙な違いの聴き分けになると思いますが、ここでひとつ思いついたことが。
 普通は同じファイルについてOS設定やプレーヤ設定や電源の取り方などを変えて比較試聴するワケですから、どうしたって同時には比べられません。
 しかし、普段聴いてるのは「ステレオ」です。2ch同時に聴けるのです。そして、今回のパラメータは「ビット品質」であり、コピーしてもその影響は保持される(*)ということですから、生成出自が異なるWAVファイルのデータをLとRに配置すれば、同時に聴くことができるではありませんか。
 同じファイルにしてしまうワケですから、“ビット生成出自以外はほぼパーフェクトに同条件”で聴くことができます。ストレージやメモリ上の位置までほぼニアリーぢゃん。
 これを思いついたからこの比較やる気になったとも言えます(笑)。まあ、半分シャレですけど。

*:その前提でなければ語っても現実的な意味がないので。リッピングした第一世代(?)しか聴かず、絶対コピーしないなんて管理はできないのでコピー前提で影響あるってことでないと。「出自による品質がいいものがコピーによる劣化で悪いものとトントンになることもある」なんて考え方は考慮しません。何かあるなら何か違いは残るだろうと言うことで。
 「リッパーで差はあるけどコピーしたらワカンナクなる」という説なら、逆にリッパーでの差違は無視していいと思いますし。
 なお、一度もコピーしない管理を前提とするなら、もはや当Blogにとってそれは「ファイルオーディオ」ではないので対象外ということで(笑)。


 波形編集ソフトでWAVファイルのチャンネル編集する必要がありますが、「ビット品質」を問題にする説においてはメモリ上に展開してもなお影響は伝播するのが前提でしょうから問題ないでしょう。
 波形編集ソフトについてはこちら

・“あしゅら男爵”なファイルを作って比較する
 私のメインPC(スペックはコピー劣化記事の実験参照)、BDR-S05Jのパーフェクトモードにてリッピング。途中でシフトダウンなど起こさずスムーズに終了しましたので2度読みなどは発生していないと思います。

 iTunes10(エラー訂正なし) VS dBpoweramp R14.4(Burst Mode) を行います。

 前者がリップしたファイルの音が悪いと定評ある(失礼!)リッパーの代表、後者が良い代表です(私の評価ではなく誰の評価でもなく、ナントナクそう言われてるんじゃないかな~という意味で)。
 前述した通りビット品質を良くするにはリッパーの負荷を下げた方がいい気がするので、PerfectMode&BurstModeにしています。ただし、dBpowerampはデフォルト設定で使われるのが一般的のように思いますのでそのようにしました(のでフッタが付いてます)。

 WaveCompare結果はもちろん一致。ていうか「ゼロサンプル」の部分まで完全一致でした(オフセットも同じということですね)。

 左右同時再生による比較のため、“非破壊型波形編集ソフト”たるTWEにて「L側にiTunes、R側にdBpowerampでリップしたデータのL側をセット」したファイルを作成。TWEの出力はもちろんプレーンWAVです。
 上述の通り「ゼロサンプル」まで一致でしたので、時間軸上の編集は不要でした。
 なお、dBpowerampデータはリッピング第一世代を使っていますから、複数回コピーしたiTunesデータより有利なハズです。

 念のためiTunesデータのL側をR側にコピーしたモノラルデータも準備(フォーマット的にはステレオファイルですが本稿ではモノラルと記します)。

 これらをUSBメモリ経由でプレーヤ専用PCの内蔵HDDにコピー。30GBに切ってあるパーティションで、書いたり消したりはほとんどしていないので断片化は酷くはないと思います。まあ、万一酷くても今回比較するのは「同じファイルの中のLとR(ストレージ上でも近接しているハズ)」ですから影響はほぼ無視できるでしょう。

 さて、まずは普通に「iTunes VS dBpoweramp」対決です。試聴としてはもちろんこちらが本命です。
 プレーヤソフトは「PlayPcmWin」を使用。最近常用しているので。メモリに全展開してから再生するプレーヤですが、リッピング時に発生したビット品質差はどこまでも影響する前提ですから問題ないでしょう。

 …スイマセン違い判りません。

 次にいよいよ「LはiTunes、RはdBpoweramp」の“あしゅら男爵ファイル”です。もちろんヘッドホンを使います。HD700にて。
 LとRで音質が異なるなら“何らかのステレオ感のようなもの”が感じられるのではないかと思います。

 …フツーにモノラルな気が。

 「Rの方が音が小さく聴こえる」とか「R側の方からだけ細かい音が聴こえる」といったこともなく、バッチリ“脳内定位”してました。
 念のため、iTunesのL側をR側にコピーしただけで作った“フツーのモノラルファイル”とも連続繰り返し試聴で比較してみましたが、やっぱり違いは判らず。

 もし違いを感じたら波形編集ソフトでLとRを入れ替えたりヘッドホン逆にかぶったりして確認続行しようと思って始めたのですが、その必要性は感じませんでした。
 ちなみに、ファイルデータの0/1はHDD上にそのまま記録されているワケではなくECC処理などのエンコードされていますので、LとRのビット品質は“ブレンド”されちゃってるかも知れません。ですのでこれはあくまでもオマケ的実験ということでヨロシクです。


 以上、「リッパーによるビット品質説」は私的には“現象としても”確認できませんでした。
 ということで、やっぱり、ERI的には(少なくとも楽曲部分の)バイナリが同じならファイルとしての音質差は考慮しなくていいことにします。

 「もしかしたらビット品質差はあるかも知れないけれど通常システムの通常運用においては影響をほぼ無視できると判断する」という意味です。再生環境差違の影響に埋もれるレベルではないか、ということで。


 もちろん試聴結果は主観ですし、耳とかシステムのせいかも知れないことは言うまでもありません。
 一応「ハープのアルペジオ」は聴こえる状況ではありますが…(苦笑)


 ハード環境も含めた「リッピング・ゴースト」編に続く!


メインメニューへ

テーマ : オーディオ
ジャンル : 趣味・実用

ERIへようこそ

Author:らかせ
 「最新記事」または「メインメニュー」からどうぞ

・ファイルへの直接リンク以外はリンクフリー(連絡不要)です
・一応、拍手にコメント(非公開)付けられるようにしてあります
・DB的に利用しており、過去記事もガシガシ書き換えています。特に「最新記事」は初稿から一週間くらいは直してることが多く、大幅に変わっちゃうことも。ご了承ください
・ということもありますし、記すまでもないですが無断転載(ファイル含む)はご遠慮ください
・引用の考え方については「007:諸事」をご参照ください
・アフィリエイトはAmazonのみです
・ハイパーリンクは当Blog記事のみです(054:節電記事のみ例外)

最新記事
カテゴリ
検索フォーム
FC2カウンター
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。