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日記

プリエンファシスについて少し

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2020年07月04日

プリエンファシスが何かなんて今更説明は不要ですよね？
↓は拙宅にあるＣＤです。左がプリエンファシス，右が普通です。


プリエンファシスはＣＤの規格（レッドブック）に盛り込まれた
音質維持のための工夫です。
レコードの再生にフォノイコが必要なのと同じ理屈です。

拙宅にあるノンオーバーサンプリングDACで1kHzの正弦波の
フルビットをオシロスコープで観測した様子です。

よく驚かれるのですが、ＣＤに記録されている数値情報の生の姿は
こんな感じです。ハイレゾの説明によく使われる階段です。

******************************************
ＣＤは、音量が小さいほど周波数が高いほど
使える階段の数が少なくなります！！
******************************************

この問題に対する対策は２つあります。
--------------------
１．階段の数を増やす
２．高域の音量を上げる
--------------------

ＣＤは昔だったので「２．高域の音量を上げる」が採択されました。
******************************************************************
一般のＣＤプレーヤーには・・・・高域の音量を下げる
フォノイコライザーが内蔵されていると思えばいいです。
レコードと同じ考えです。
プリエンファシスのときだけフォノイコＯＮ。
******************************************************************
※ＣＤの中にフォノイコはありませんがイメージとしてフォノイコと表現
　この高域下げフィルターはアナログフィルターのようです


■レコードのＲＩＡＡカーブ
https://www.phileweb.com/review/article/201803/02/2954.html　より引用
※記録時は低音を下げ高音上げ、再生時低音上げ高音下げます。


■ＣＤのエンファシスカーブ
https://imataka-home.com/memo/emphasis/　より引用
※記録時は高音上げ、再生時高音下げます。



リッピングで問題となるのは、
そのＣＤがプリエンファシスであるのかどうかのフラグが失われてしまうことです。
つまり、識別できなくなる。
（ＣＤでは多くの場合、目次にフラグがあります）
（音楽データの中にフラグがある訳ではありません）
「シェルティーのパパ」さんがお持ちのRME社ADI-2 DACの解説が分かりやすいので
説明を一部引用します。※拡大できます


このようにプリエンファシスのＣＤをリッピングして、再生時にフィルターを適用するのが理想的な再生です。といいますか、ＣＤプレーヤーと同じ。レコード再生と同じ。
自動的に判別できないのが面倒なところですが、プリエンファシスのＣＤをリッピングしたデータは特別なフォルダに入れておけば見分けは簡単につくでしょう。

★マニアとして、やってはいけない事は何か？★
ＣＤからデータを取り込むときにデータを弄ってしまうことです。
データの改変。
MacなどのiTunesや、WindowsのMediaPlayerで
プリエンファシスのＣＤのデータを取り込みすると・・・
勝手に高域を下げる処理をして(16bitで)取り込んでくれます。
素人向けのお任せ処理です。(2020/07/05追記：WindowsMediaPlayerでWav形式で取り込みした場合、高域を下げずにそのままの場合もあるようです。　情報提供　→　http://www.asahi-net.or.jp/~rt6k-okn/audio/report/emphasis/CDemphasis.htm）
このようにしないと高域が持ち上がったWAVファイルが作成されるので
クレームの元にもなりかねません。逆にマニアはこれが嫌なので、
こういうお手軽ソフトは使いません。
こういったお任せ処理はＣＤプレーヤーで再生するのと同じ
周波数特性が得られますが・・・
ＣＤと取り込みしたデータはまったくの別物になっています。

リッピングとはＣＤなどの円盤からデータをそのまま改変なく取り込むことですから、こういうデータを弄る取り込みはリッピングとは呼べません。
このお任せ処理のヤバさ？
レコードに当てはめればイメージしやすいです。
フォノイコライザー不要のレコード盤を作るということです。
何のためのエンファシスなのか忘れてしまったり、知らない世代が規格を考えるとこういう発想が生まれてきます。少し考えれば分かりますが、音質のための工夫を自ら捨て去る行為に他なりません。
とはいえ、リッピングするという事はＣＤの実物は手元にある訳ですので、
リッピングに失敗していた事が分かったとしても問題はないでしょう。
ＣＤプレーヤーで聴くか、きちんとリッピングをやり直せば良いだけなので。
いずれにせよ、
ＣＤという１６ビットという器のなかで音量を下げる行為、
前述のお任せ処理をすると、使える階段の数が少なくなって
諧調が失われてしまいます。


★nightwish_daisuのやり方は？★
その１．リッピングが面倒なのでＣＤはそのまま再生しちゃいます。
その２．リッピングするとしたら、EAC(ExactAudioCopy)を使ってエラーが１個でもあった場合はリッピングが成功しないように設定してリッピングします。
もしそのCDがプリエンファシスであった場合、リッピングした16bitデータを24bit(32bit float)で編集できるソフトに突っ込んで、ディエンファシスフィルター(高域を下げるフィルター)をかけて24bitデータで保存します。冒頭にありました・・・
--------------------
１．階段の数を増やす
２．高域の音量を上げる
--------------------
これの「１．階段の数を増やす」を対策とする訳です。でも無駄にデータ量をとるので、あまりやらないですね。
現代は２１世紀ですので「１．階段の数を増やす」が可能となりました。


やはりレコードと同じようにフォノイコみたいな感じで
再生時にフィルター１段噛ますのが自然でよいです。
「シェルティーのパパ」さんがお持ちのADI-2 DACのように、
(フォノイコ？)フィルターのＯＮ／ＯＦＦできるのが素敵です。



参考情報：
serieril様『ストリーミング時代のプリエンファシス問題』
http://community.phileweb.com/mypage/entry/2819/20190222/61845/
シェルティーのパパ様『「pre.emphasis」CD盤騒動の顛末（その3）「注目のUSB-DAC」』
http://community.phileweb.com/mypage/entry/4637/20190228/61894/

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  1. nightwish_daisu様

    ごきげんよう。

    プリエンファシスの問題、私は市販のソフトの再生ではなくアナログソースのアーカイブ制作の事でとても残念に思います。

    A/D, D/Aを素通しさせて音質を確認するとプリエンファシスの効果は明らかなのにプリエンファシスの有無を示すメタデータの保持や再生時の再生機器の対応状況を気にするとどうしても使い辛く私は使用を断念しました。

    bykoyatenn at2020-07-04 21:18

  2. koyatennさん　レスありがとうございます。

    音だと基準が分からなくなりそうで、プリエンファシスをかけるのは躊躇われますね。次の世代の人間がそれを分かるだろうか？と考えるとやはり何もしないのがベストかもしれません。

    テレビ放送のように深夜にカラーバー出すような、アナログテープにも校正用の信号を開始と終了に30秒必ず入れる事！！みたいなルールがあればまた違ったかもしれませんが。そうでなくてもアナログは経年変化しますし・・・余計に難しい。アナログテープ(オープンリールテープ？)は自分には難し過ぎるブツですが、分かるひとが分かっていてくれればひとまず安心です。ロストテクノロジー化するのが私にとっても皆にとっても損失でしょう。

    bynightwish_daisu at2020-07-04 21:43

  3. nightwish_daisu様

    返信ありがとうございます。

    ですよね。
    私もそう思うのでプリエンファシスはかけないようにしています。

    オーディオはビデオと違って基準信号があってもレベル調整用の1kHz +4dBu(-20dBFS)テストトーンくらいで校正に必要十分な信号が用いられませんね。

    ロストテクノロジー化は頭の痛い問題ですね。
    ビデオではNTSC関係、オーディオではPCM関係やその他に色々とありますし…

    bykoyatenn at2020-07-04 22:26

  4. koyatennさん　再レスありがとうございます。

    レコードの方はカーブが沢山あって誰も何が正しいと言えないような状況が一部に存在するようです。そこを紐解くのがいかにもマニアでありゲーム感覚で面白いところでもありますが・・・。
    やはり普通に特別なことはしないでくれと後世の人間は思うはずですねぇ。たくさんカーブがあるのはもうたくさんです。

    規格といえば ITU-R BT.601 なんかがテレビ録画では懐かしいです。今はもうＨＤＤレコーダーで予約するだけで規格を知らなくてもよくて楽になりました。

    bynightwish_daisu at2020-07-04 23:07

  5. nightwish_daisu様

    返信ありがとうございます。

    レコードのRIAAカーブについて議論されているのをよく見かけます。
    CD-DAなどにつきましてはプリエンファシスの特性が当初から規格で定められているだけマシであるように思います。

    ITU-R BT.601とそのHDTVであるITU-R BT.709、D2-VTRで用いられていたSMPTE 244M辺りの規格は私にとって今でも身近ですね。
    手持ちのLDのアーカイブでD1, D2-VTR関係の機器を普段から使う他、他所様のアーカイブ製作システムに付いてアドバイスさせて頂く事もありますので。

    私はデジタル放送になってからは放送の受信そのものから遠ざかるようになりました。
    MPEG2-TSの画が受け入れられず。

    bykoyatenn at2020-07-05 00:13

  6. koyatennさん
    あはは・・・圧縮前の画を知っていると尚更かもですが、
    特に紅白歌合戦などはブロックノイズだらけで目が潰れますね（＾＾；

    bynightwish_daisu at2020-07-05 00:52

  7. nightwish_daisuさん

    プリ・エンファシスは、アナログ時代の古い技術で確かＦＭ変調伝送のＳＮ改善のために規格化されたものだと記憶しています。今や絶滅危惧種ですね。

    何はともあれ、ハイ上がりの音をそれと知らずに聴かされるのはイヤですね。

    個人的には、もっともユーザーフレンドリーな解決は、リッピング時にデ・エンファシス変換がされることだと思います。

    確かに「データを弄るな」というのは正論ですが、昔と違ってデ・エンファシスはＤＡＣチップ内のデジタルフィルターで行っています。デジタルの強みです。デジタルというのは情報を弄りまくっても情報はほとんど失われないという情報理論が根拠です。それに対して、あくまでもアナログフィルターにこだわれというのは、かなりマニアックですね。

    私は、DENONの初期音源など古いものでも好きなものは聴きたいし、かといってごく希な例外のためにシステムを複雑で限定的、冗長なものにしてしまう気にもなれません。聴感上、違和感や音質劣化が認められない限り、現実には音楽鑑賞として音が良くて使いやすい方法であればそちらになっちゃいます（笑）。

    もちろん論理とかメカニズムの探求も頑張ってみたいですが…。

    byベルウッド at2020-07-05 09:32

  8. ベッルウッドさん　レスありがとうございます

    「あくまでもアナログフィルターにこだわれというのは、かなりマニアックですね。」
    ↑
    そんなこと書いていました？？？
    １６ビットの器のままで音を弄ったらダメですよとは書いていますがデジタルがダメとは書いていませんです。やるなら24bit(32bit Float)以上でです。
    参考までに、TuneBrowserというソフトはリッピング時にDe-Emphasisすることもできますがこのとき出力は24bitになります。
    以下、Forumの開発側のコメントです。
    -------------------------------------------
    24bit化の件ですが、たしかに元のデータは16bitなのですが、それに対して演算を加えるため、演算結果の有効桁数は確保しておいたほうがいいのかなと思い、24bitにしています。
    -------------------------------------------
    コメントここまで。

    言ってしまえば、ハイ上がりでもそれと気付かない。気にならないのであれば何もする必要はありません。

    私が24bitであってもリッピング時にデータを弄らないのは音質とは別の理由があります。それは原盤のCDが破損したり読み込み不能になったとき、元通りのＣＤを焼くことができないからです。つまり、リッピングにはバックアップ的な意味合いを持たせています。最近は良いソフトがないのでやっていませんが、昔はＣＤ１枚丸ごとイメージ吸い出ししていたものでした。こうしておくとトラック間のギャップなど面倒なことを考えなくてよいのと、プリエンファシスのフラグから何から何まで同じ完全コピーになるので、リッピングで生じるフラグ喪失の問題は発生しません。それにイメージだと、ドライブにマウントすれば、そのタイミングでCDDBからアルバム名や曲名をインターネトから自動取得できます。このためタグに曲名を埋め込むとか面倒な作業もイメージ吸い出しする場合には必要なかったですね・・・。長話になったのでこれくらいにしておきます。

    bynightwish_daisu at2020-07-05 10:43

  9. nightwish_daisuさん

    RME社ADI-2 DACの解説に“シンプルな一次ＲＣフィルターをベースとしたフィルターです”とありましたものですから。

    また、ご自身も『やはりレコードと同じようにフォノイコみたいな感じで再生時にフィルター１段噛ますのが自然でよいです。「シェルティーのパパ」さんがお持ちのADI-2 DACのように、(フォノイコ？)フィルターのＯＮ／ＯＦＦできるのが素敵です。』と書いておられましたので。

    ご主旨は、そのままリッピングしたファイルを事後的に24bitデ・エンファシス変換するのが現実的でよい…ということなのですね。

    誤解がありましたらごめんなさい。

    byベルウッド at2020-07-05 11:57

  10. ベルウッドさん　再レスありがとうございます。

    RME社ADI-2 DACのその説明はパラメトリックEQの設定の説明です。
    「一次RCフィルター」というのは-6dB/octスロープというか特性を想起させるための比喩であり、それそのまま実態を指すものではないと私は解釈しています。
    この手の製品でEQなどを演算しているのはDSPが普通ではないでしょうか？
    https://www.analog.com/jp/design-center/landing-pages/001/beginners-guide-to-dsp.html

    RME社ADI-2の内部構造がどうであれベルウッドさんにお伝えしたいのは
    私はアナログ原理主義者ではないということです。

    bynightwish_daisu at2020-07-05 12:59

  11. 「DSPが普通ではないでしょうか？」と書きました件の補足です。
    RME社ではFPGAかもしれません。
    参照：https://www.dtmstation.com/archives/52014077.html

    bynightwish_daisu at2020-07-06 23:48