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日記

プリエンファシスとデエンファシス

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2020年07月06日

PCM DigitalAudioの高域分解能を向上させる為CD-DA, PCM Processor, ,DASH, DAT, MSdiscなどにオプションとして用意されていたエンファシス。
Video分野のPCM音声トラックでは最初に登場した時からHDCAM, MPEGIMXの頃までサポートされていました。
先日からPHILE WEBコミュニティで話題となっている様ですので、今回私の見解について記させて頂こうと思います。


1.エンファシスとは?
記録特性や伝送特性に合わせて特定の信号を強調して記録, 送信を行い、再生, 受信側で強調分を減衰させる事でS/N比や分解能などの電気的特性を向上させるテクノロジーです。


2.PCMでエンファシスを用いる意味
音声信号は概ね低域程信号レベルが高く高域程信号レベルが低い傾向があります。
しかしPCMは全ての周波数に対して一定の分解能を持たせて量子化を行う為、高域の分解能の実効値が低域の分解能のそれに対して相対的に低くなりがちなのです。
それを補償して高域の分解能の実効値を向上させる事で音質の向上を図ろうとした物がエンファシスです。


3.エンファシスを用いる事によるPCMの音質改善効果
私はデジタルアーカイブ製作を行う関係でAudioADCの音質を度々確認しております。
またAudioADCとAudioDACを直結させA/D/A Systemとし、A/D/A System無しに直接再生した場合の音に対するA/D/A Systemを通した音の変化の確認を行う事でAudioADC, AudioDACの音質評価を繰り返してきました。

アナログ回路によるプリエンファシス回路を持つ20bit AudioADCとアナログ回路によるデエンファシス回路を持つAudioDACを用いてA/D/A Systemを構築しエンファシスの音質改善効果を確認した所、私は高域の分解能が改善され響きの繊細さの欠落を減らせている事や響きの再現性の向上を確認出来ました。
その為私はエンファシスがPCMの音質改善に有効であると認識しております。


CD-DAのリッピングとデエンファシス処理
CD-DAのリッピング時にエンファシスの有無を示すメタデータが消えてしまうと先日から話題になっていた様です。

私ならデジタル処理でのデエンファシスは避けたい所です。これはオーバーサンプリングデジタルフィルターやSRC(ASRCを含む)の検証を重ねて来てデジタル演算処理によるフィルタ回路の代替の音質にすっかり嫌気がさしている為です。
細部が潰れてツルツルした音になるのは当然として、低域に唸りが出たりやけに弾んだ音になったりと音に癖が乗りすぎるので私ならまず無しです。

しかしデエンファシスをかけないのは絶対に無しです。
この場合、高域が強調されたままになりそもそも正しく再生されない為です。
プリエンファシスのみをかけてデエンファシスをかけないとキンキンとした音がやたらと刺さり頭が痛くなるので私は嫌なのです。

音質的に最良なのは再生時にAudioDACのデエンファシス回路を手動で有効に切り替える事であり私ならその方法を取ります。

どうしても手動きりかえを避けたいのであれば、私は良質なAudioADC, AudioDACを用いてD/A/D Systemを構築しアナログ回路によるデエンファシス処理を行うのが音質的に最も好ましいと思います。
つまりデエンファシス無しにリッピングした音源を実時間かけて再生, キャプチャを行いデエンファシス処理を行うのが好ましいという事です。
この方法はAudioADCとAudioDACに高い質が要求されなおかつオーバーサンプリングデジタルフィルターやΔΣ変調器などを避けるべきである為ハードルの高いとなります。
もちろん、完璧なデバイスが存在しない以上はAudioADCとAudioDACの音に何らかの癖が有りそれがデエンファシス処理を施した先に乗ってしまう訳ではありますが、聴覚上の音質としての不快感の点ではこの方法が圧倒的に優れる様に私は思います。

中間を取ってソフトウェアによるデジタル処理で少しでも良い結果を望むのであれば…なんて方法も考えられはしますけれども理論性能は良くても音質はイマイチになりかねないのでここには書かない事にします。


私の見解としては以上となります。

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レス一覧

  1. koyatennさん
    はじめましてこんばんは

    少し話が逸れますが
    >デジタル演算処理によるフィルタ回路の代替の音質にすっかり嫌気がさしている
    つまりDSPなどでデジタル領域で帯域分割するのは
    細部が潰れてツルツルした音
    になるという事でしょうか?

    byテナガザル at2020-07-06 20:16

  2. テナガザル様

    初めまして、返信をありがとうございます。

    はい。今まで私がテストして来た限りではそのような傾向を感じております。
    Video/AudioのADC, DACなどのオーバーサンプリングデジタルフィルターやサンプリングレートコンバーター、その他Videoのアップ/ダウンコンバーター, オーディオのアップサンプリングなどのDigital LPF系でその傾向を強く感じましたね。演算誤差が増える多段処理の物(一般的な4倍, 8倍オーバーサンプリング等)ではその傾向がより顕著になるように感じました。

    またノイズシェーピングやΔΣ変調などのデジタル処理行ってもツルツルになる感じが私は気になりましたね。

    bykoyatenn at2020-07-06 21:25

  3. こんばんは~♪

    ちょっと違う話ですが私はΔΣのDACが嫌いでした。
    マルチビットが好き。

    そんな人が多いらしくPCM1704が好まれていましたが入手難となるとDIYINHKからPCM1702のキットが登場するなど、やはりマルチビット愛好家はしぶとい。

    そんななか、一般の製品でもNOSDACなものが一部で人気を博しています。たとえばSOULNOTE社はオーバーサンプリングの音が嫌いでNOSなDACを世に出しています。また、設定でNOSにできるDACも。
    ⇒http://community.phileweb.com/mypage/entry/4813/20200121/64348/
    中華系のDAPのNOSなものものでています。
    そしてキット系でもNOSは根強い人気です。↓はyanaさんのキット。
    ⇒http://yanasoft.jp/yana/r2r_dac3.html

    わたしがΔΣが嫌いだった理由は偏見かもしれませんが音質。
    音が骨抜きになるんです。骨を引っこ抜いてぐにゃぐにゃになる感じ。当たり障りのない音とでもいうか・・・。自分は音の骨格が大事だと思うのです。(ハイエンド製品は聴いたことがないので分かりませんが)
    どれくらいΔΣが嫌いかは・・・別ブログで語っています。
    ⇒https://ameblo.jp/nightwish-daisuki/entry-12468888043.html

    bynightwish_daisu at2020-07-07 00:07

  4. ごきげんよう、nightwish_daisu様。

    ΔΣ変調器は潰れてツルツルな音になったり高域が暴れたりで私も嫌いです。
    何が如何悪いかをTwitterで散々語るくらいには嫌いですw

    私は現在PCM1702(放送局用選別品)を使用しておりますが正直PCM56P-Kの方が好印象ですね。TDA1541はセパレーションがイマイチ良くない印象で好きになれませんでしたね。各ch独立ICは最低限であるように私は思います。しかし私が一番好きなのはBBのR2R型でもPhilipsのDEM型でもなく。
    DF ICはPhilips SAAシリーズよりもNPC SMシリーズの方が何かと無難な気がします^^;;
    LPFはDF無しなら11次以上のGICフィルターが一番良いのではないかと思い今後検証をしなければと思っている所です。実はmuRataのアクティブフィルタモジュールのリバースエンジニアリングに手を付けていましてw

    近年の既製品ではZanden Model 5000が私は気になりましたね。
    DAC ICこそTDA1541AですけれどもDFのSAA7220P/Bが無く後段のアナログ回路の設計思想も大変興味深く思いますので。
    でもトランジスタ式で究極を目指した様なDACはもう30年以上前に姿を消してしまったように思います。
    SOULNOTE D-1はオーバーサンプリングこそしなくても後段にΔΣ変調器はあるのが残念だと私は思いましたね。あとクロックがチップ型モジュールである点も低域ジッター的に大きな不安点です。

    骨の無い音 = 芯の無い音という意味でしたらNOS ADCでデジタル化されたAAD仕様のCD-DAソフトを再生した時に私も思いますよ。
    記事の方、拝見させて頂きました。

    bykoyatenn at2020-07-07 01:30

  5. koyatennさん レスありがとうございます

    なぜか PCM1702の評判はあんまりなんですよねぇ・・・
    キットはまだキットのままで組み立てられていません(^^;
    GICフィルターはSONYが採用していて有名で、DAS-702ESは7次のGICでした。仰られる11次とはこれまた激しいです。

    SOULNOTEはΔΣ変調器があったのですか・・・危なく購入するところでした(笑)情報ありがとうございます。

    骨の無い音=芯の無い音、で大まかに合っています。
    個人的に芯というと関節がないイメージなので敢えて骨と書くようにしていただけでした。
    触れると弾力があって温かい・・・しかしその奥には骨がある。その気になれば瓦も割ることができる、そんなイメージ。一方、サイボーグのように金属でできていて触れると最初から硬い金属の外殻の音というのもあると思っていて、ある種面白いですが好きではないです。表面がガラスのような質感で美しいけれどガラスなので表面が硬い音・・・最終段がMOS-FETのアンプに、そのような傾向を感じてもいます。ドライブ段にFET、最終段にバイポーラが自分的にしっくり来て、具体的にはそういうアンプはParasoundでした。音質を言葉にするのは難しいという雑談でした。

    Zanden Model 5000は存じませんでした。初見です。
    今日は遅いので明日以降に見てみたいと思います。

    情報ありがとうございました m(_ _)m

    bynightwish_daisu at2020-07-07 02:22

  6. nightwish_daisu様、返信ありがとうございます。

    PCM1704がAudio用DAC ICとして唯一のネイティブ24bitであった事もあってかPCM1702はその影に隠れてしまった感じがします。
    PCM1702は知る人ぞ知る穴場的な印象がありますけれど、憶測ながらも20bitのR2R系で上を狙うならPCM63Pの方が良いのではないかと考えております。PCM1702, PCM1704はBiCMOS ICですのでフロントエンド部の論理回路が出す反転ノイズがどうしても大きくなってしまうかと。
    キットは組み始めると楽しいですけれど中々組み始められなかったりしますよね^^;
    因にVideoの方のDAC ICではCX20202Aが私は好きです。Twitterのアイコンにするくらいに。
    https://twitter.com/koyatenn1/status/1208274284017119233

    SONYはGICフィルターに積極的でしたね。一応民生用CD Player, AudioDACの上位機種の回路は一通り確認しましたけれども殆どの機種がGICフィルターでした。
    スタジオ機器にもGICフィルターが積極的に用いられておりDigital MTRのPCM-3348HRは3次のそれでした。
    DAS-702ES/703ESは7次のGICフィルターですが減衰特性や位相特性のシミュレーションをしてみて2倍オーバーサンプリングDAC用に存在しているSOSHIN製9次アクティブフィルタモジュールの必要性を何処と無く感じました。
    11次はオーバーサンプリングもΔΣ変調も用いない場合に用いる物ですね。

    SOULNOTE D-1はESS製DAC ICを搭載しているそうですので。
    ESS製DAC ICは16fs辺りの信号が入力されると内蔵のDFがバイパスされオーバーサンプリングされなくなる仕様だと何処かで聞いた様な気がします。
    AKMもオーバサンプリングを無効化可能なのマルチビットΔΣDAC ICを作っていた様な気がします。

    なるほどです。
    無機質で固い音だとは私も思います。
    この点はPC TransportのHDD I/Fの音質傾向と被る部分があるので色々と思う事がある部分でもあります。
    もしもオーバーサンプリングとΔΣ変調をリアルタイムで行わず事前に行った物を再生した場合、この傾向は如何変わるのかと。

    アンプですと私は最近DACのLine Driver部の構成が気になっております。

    今日は夜遅くまでありがとうございます。

    bykoyatenn at2020-07-07 02:56

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