音声の基礎知識とリッピング方法

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itunes 音声の基礎知識とリッピング方法

音質にこだわればキリがない。デジタルの場合、厄介なのは数値で表すことができることで、より新しい形式が以前の形式を凌 駕するというのもデジタル世界の固定観念だが、実際のところ体感できるほどの変化があるかと言えば、そうでもないことが多い。
聴覚と視覚の差なのだが、動画のビットレートやファイル形式にはそれこそ目に見える違いが現れるが、音声の場合は動画ほどの違いを捉えることが難しい。

結論から言えば、所詮は自分が聴いた際の可否が問題で、知識を得ても耳が良くなるわけでも、音感が鋭くなるわけでもないた め、必要以上に理論や理屈に拘る必要はない。


square 基礎知識

高音質の条件はいくつかあるが、元データを超える音質は基本的には得られない。ただ、AudaCityのようなソフトを使用してノイズ部分を低減したり、波形 を操作してデータを編集加工することで、元データの質を上げることは可能だが、編集するには更に専門知識が必要になる。

CDの規格と寿命

CDが発売されてから25年以上経過し、そろそろ発売当初のCDが経年劣化する時期だと言われている。CDもDVDも発売 当初は「半永久」を謳っていた記憶があるが、後から経年劣化することが判明したらしい。

保管状態によりメディアの寿命は変化し、再生できなくなる原因が反射膜やポリカーボネイト(CDの素材)の劣化のため、全 てのCDが一定期間で再生不能になるわけではない。現に手元にある1986年に購入したCDは今も再生できる。
ただ、これらのCDはいわゆるCD-ROMのことであり、2000年前後から急速に普及したCD-Rとは別物。

CD-ROMとCD-Rではデータの記録方法が異なり、CD-RはCD-ROMと比較して劣化しやすいため、直射日光があ たるところなど保管状態が悪ければ数日でデータが消失するケースもある。
DVDに関してはCDより長寿で30年が目安だが、これもDVD-ROMのことであって、DVD-Rになると状況はCD-Rと同じ。

DVD-ROMとDVD-R、CD-ROMとCD-Rを同一視している人は意外と多く、DVD-RやCD-Rのデータが半 永久だと思っている。この勘違いは「大切な思い出はDVDで保存」といったPRを展開した製造メーカーや販売店の訴求が原因。もし、大切なデータをDVD -Rのみで保存しているなら、手遅れにならないうちにバックアップしておいたほうがいい。

再生環境

高音質なデータも再生環境が整っていなければ、本来の音質を得ることができない。
市販PCでの音楽再生はほぼマザーボードのサウンド機能を使用す る。
AC'97の頃に比べればHigh Difinition Audio(HD Audio)になり、パソコンの音質は格段に向上したが、HD Audioは高音質なデータを扱えるだけで、HD Audioだから高音質になるわけではない。

音楽CDはCD-DA(Compact Disc Digital Audio)と表記され、データ形式は原音に最も近いとされている無圧縮のリニアPCM(LPCM)。
CDや音声ファイルを一般的なスピーカーで再生する際にはDACと呼ばれるD/A(デジタル/アナログ)変換が行われ、 サウンドカードを増設した場合はサウンドカードで処理され、オンボードのサウンド機能を使用するとオンボードのチップで変換処理される。


デジタルからアナログに変換された信号は、出力端子からケーブルを通ってアンプに送られ、そこで増幅されてスピーカーから 出力される。

音質はDACの変換性能やノイズ、アナログ出力時の劣化などで左右されるため、オンボードのHD Audioが高音質なデータを取り扱えても、高音質での入出力に特化しているサウンドカードや外付けのオーディオコンバータと比較すると音質に差が生じて く る。

最近は内蔵型のサウンドカードよりも外付けのユニットの方が需要があるようで、ONKYO のD/Aコンバーター DAC-1000S などDACに特化した製品の人気も高い。


スピーカーは前述のようにD/A変換されたアナログ信号をアンプで増幅して出力する。パソコン用のスピーカーはアンプ内蔵 型のパワードスピーカーが多く、最近はBluetoothを使用した無線タイプも増えてきている。

通常タイプのスピーカーはD/A変換が音質劣化の一因になるが、クラリオンからD/A変換を必要としない、フルデジタルス ピーカーが販売されている。
このスピーカーは再生されたデジタル信号を処理し、デジタル信号でスピーカーからサウンドを出力する。

理論的にはD/A変換による音質劣化や、ノイズの影響を受けにくいため、通常タイプのスピーカーより高音質になる。が、サ ウンドは好みもあり、再生するサウンドによっても異なってくるため、一概にはなんとも言えない。

ファイルの形式とエンコード

音楽CD(CD-DA)前述のように原音に最も近いとされるリニアPCM(LPCM)音源で記録されており、圧縮されてい ない、つまり データが削られていないため、品質的には最高の状態になっている。当然、無圧縮なのでおおよそ1分9MB弱のサイズになり、700MBのCDで最大約80 分の収録が可能。
このデータを変換して取り込 む際、データの変換(エンコード)には3通りある。

  1. CD-DAのデータをそのまま圧縮加工せずに取り込む「無圧縮」。

  2. CD-DAのデータを圧縮して取り込むが、圧縮する前と圧縮後のデータが完全に一致している「可逆圧縮(ロスレ ス)」。

  3. CD-DAのデータを取り込む際にデー タを削って圧縮するため、圧縮前と圧縮後でデータが一致しない「非可逆圧縮」。

無圧縮のファイル形式にはWAV(Wave)やAIFFがあり、可逆圧縮にはOgg FLAC(オッグ・フラック)やApple Lossless、非可逆圧縮にはMP3やAAC、Ogg Vorbis(オッグ・ボルビス)などがある。

これらのファイル形式にはそれぞれメリットとデメリットがあり、ベストなファイル形式というものはない。
強いて言うなら、非可逆圧縮ファイルのファイルサイズで無圧縮の音質を維持し、更に汎用性のあるファイル形式が最善なのだが、現在のところそのようなファ イル形式は存在しない。
無圧縮のWAVファイルはファイルサイズが大きく、可逆圧縮のファイルは無圧縮に比べるとサイズは小さいが再生できるプレーヤーが限られて汎用性がなく、 非可逆圧縮のファイルはファイルサイズが小さく汎用性も高いが音質が損なわれる。
ただ、音質が損なわれると言えば聞こえは悪いが、それは理論的な話であり、全ての非可逆圧縮ファイルの音質が劣悪なわけではない。

無圧縮や可逆圧縮、非可逆圧縮などの各形式に変換するプログラムや機材をエンコーダといい、無圧縮や可逆圧縮は別として、圧縮によってデータを損失する非 可逆圧縮は、使用するエンコーダによって音質が左右すると言われている。

最も汎用性の高いMP3のエンコーダはWindowsにデフォルトで搭載されており、Media Playerを使用すれば手軽にMP3ファイルにエンコードできる。ただ、音質にこだわるならWindowsやiTunesのMP3エンコーダではなく、 高音質として定評のあるLame(レイム)を使用したほうが良いとされている。
MP3だけでなく、AACやOgg Vorbisなどのファイルも使用するエンコーダによって音質が左右されるため、CD-DAからの取り込み時には使用しているエンコードを把握しておいた ほうが良い。

コーデック

ファイル形式と混同しやすく、ややこしい感じになるのがコーデックで、データの圧縮復元を行うプログラムの総称。

音声コーデックには無圧縮のLPCM、可逆圧縮のApple Lossless、FLAC、非可逆圧縮のMP3、AAC、Ogg Vorbisなどがある。
前述のファイル形式と重複しているが、MP3ファイルは文字通りMP3コーデックを使用したファイルで、AACなども同様。

ただし、コンテナフォーマットと呼ばれる「WAV」「MP4」「Ogg」など、ファイル形式だけではコーデックが判別でき ない場合もある。
これらのファイル形式は文字通り、コンテナ(容器)のようなもので、中に格納することができる。
ファイルの拡張子がmp4の場合、使用されているコーデックはAACの可能性が高いものの、MP3なども格納できるためファイルの拡張子だけでは判別でき ない。

サウンドファイルを再生できない場合、多くはファイルに使用されているコーデックが再生環境にないため、データを復元でき ないことが原因になっている。

ビットレート形式とファイルサイズ

ビットレートとは「1秒間に送受信するデータ量」のことで、単純にビットレートが高ければ1秒間に多くの情報を送ることが できる。
MP3やAACなど非可逆圧縮のファイルは、エンコード時にビットレート形式とビットレートを設定し、その設定により音質やファイルサイズを調整できるよ うになっている。

ビットレート形式にはCBR(Constant bitrate)固定ビットレート、VBR(Variable bitrate)可変ビットレート、ABR(Averate bitrate)平均ビットレートなどがある。
厳密に言えばABR(平均ビットレート)はVBR(可変ビットレート)の一種なのだが、リッピングソフトなどではCBR・VBR・ABRを選択できること が多い。

★固定ビットレート(CBR)
その名のとおりデータ量が固定のため、転送データが少ないときは無駄が発生し、データが多いときは不足する可能性がある。

★可変ビットレート(VBR)
転送する情報量に合わせてビットレートが変化するため、固定ビットレートのようなムダがない反面、最終的なファイルサイズやビットレートの予測がつかない というデメリットがあるものの、固定ビットレートと比較すると同じファイルサイズであれば可変ビットレートは品質が向上する。

★平均ビットレート(ABR)
可変ビットレート(VBR)のデメリットであるファイルサイズの予測がつかない点を補いつつ、可変ビットレートとと同様にデータ量に合わせてビットレート の調整を行う。通常は複数パス方式(1度全体を解析する処理を行い、その後にビットレートを調整する)をとるため、1パスのVBRと比べて処理に時間を要 する。

CDDA5

ビットレートによってファイルサイズは変化するが、ビットレート形式によってもファイルサイズは変わってくる。

左図上は固定ビットレート(CBR)、左図下が平均ビットレート(ABR)でエンコードしたファイルをMedia Infoで比較してもの。

平均ビットレートを250kbpsで指定してあるため、256kbpsの固定ビットレートと比較して、ほぼ同じファイルサ イズになっているが、この場合の音質は平均ビットレートでエンコードしたファイルが理論的には向上する。

CDDA6

エンコード後のファイルサイズは固定ビットレートの場合のみ算出することが可能で、数式は以下のようになる。

★1秒あたりのビットレート数(KB) =  ビットレート(kbps)÷ 8
★曲の長さ(秒) × 1秒あたりのビットレート数 = 1曲のファイルサイズ(B)
★1曲のファイルサイズ(MB) = 1曲のファイルサイズ(B) ÷ 1024

つまり192kbpsの固定ビットレートでは、1秒あたりのビットレートが24KB、256kbpsでは32KBで、1分あたり192kbpsでは 1.41MB、256kbpsで1.88MB、320kbpsで2.34MBのファイルサイズになる。

ただし、算出した数値は理論値であり、実際にエンコードしたファイルサイズは若干異なってくる。

ビットレートと音質

一般的にビットレートが128kbpsと198kbpsの差は判別がつきやすく、198kbps以上はほとんど差がわから ないと言われている。
以下に敢えてセリーヌ・ディオンのPower of Loveをリッピングした素材を比較してみた。
※Sample再生時には音量に注意

Sample1 ・ Sample2 ・ Sample3

サンプルには無圧縮のWaveファイルもあるが、無圧縮のWaveファイルとの比較ですら音質の差は微妙。
答えが分かっている状態で試聴するため、プラシーボ効果もあると思われるが、128kbpsで全体的に音の厚みがなくなった感じがする程度。
ちなみにSample1は192kbps、Sample2は128kbps、Sample3が320kbpsになっている。

聴くジャンルによっても異なってくるが、ロックやポップスなどでは、ビットレート198kbps以上、サンプルレート44.1KHzあれば、リニアPCM の音源と比較しても遜色はない。

MP3のダウンロード販売

国内のiTunesストアや他のダウンロードサイトでは、1曲100円〜250円でMP3が販売されている。アルバムをま るごと購入するとCDと大差のない価格か、理不尽にもCDより高くなるケースもある。
CDは少額でもメディア代も必要で、メディアに記録する作業も必要だが、サウンドファイルは1つアップしておくだけでいい。無論、システムの制作費用やラ ンニングコストは必要だが、それはCDも同じで設備費と保守費用が必要。どう考えてもMP3がCDと同額になるとは考えにくい。

しかも前述のとおり、CD-DAはリニアPCMだがMP3は非可逆圧縮のファイル。
ダウンロードサイトで販売されているMP3が高音質設定でエンコードされているかと思えば、そうでもないものも多く、国内のダウンロードサイトでは音質と 価格の釣り合いが取れていない。また、理論上MP3の音質はCDに及ばないため、穿った見方をすれば敢えて音質が悪いものを高額で購入していることにな る。
最近はアルバムで購入せず、聞きたい曲を1曲だけ購入するスタイルが多いようなので、アルバムにこだわらなければMP3の単品ダウンロードにもそれなりの 価値はあると思うが、MP3のみならず海外と比較すると国内の楽曲は異常なほど高い。

例えばTaylor Swift の「RED」は国内のAmazonやiTunesストアやでMP3が1曲250円。同じアルバムは米国Amazonで1曲1.29ドル。
現在のレートは1ドル=99円なので米国版MP3は1曲128円。解説書も和訳した歌詞カードもないのに、ダウンロードする場所が異なるだけで同じファイ ルの価格が2倍近く跳ね上がることになる。
無論、米国Amazonから直接MP3をダウンロード購入することはできず、ダウンロードするためには地域の偽装が必要になる。が、設定が面倒。

裏技っぽくなるが、ロシア系のMP3ダウンロードサイトはレートの関係からか非常に安価。支払い方法にPaypalがなく なったため、クレジットカード決済になるが、今のところ問題は起こっていない。
難があるのはサーバが重いこと、ニューアルバムのリリースが遅いことくらいで、価格は国内で1曲購入する金額があればアルバムが手に入る。
ファイルも最近は320kbpsのものが増え、128kbps程度のファイルはほとんどない。平均的には256kbps前後のビットレートになっている。
邦楽もアップされているようで、「momoiro」で検索をかけると「Momoiro Clover」と「Momoiro Clover Tei Ichimon」が表示された。

以下は個人的に愛用しているサイト
http://www.gomusicnow.com/

http://www.legalsounds.com/

※著作権法への抵触についてはグレーゾーンのため、利用する際は自己責任で。

square CDのリッピング

カジュアルコピーというあまり普及していない言葉がある。
ユーザーが意識しないで行なっている不正コピーのことだが、CDのリッピングについて言えば、Windowsの標準搭載のMedia PlayerやAppleが提供しているiTunesなど、使用頻度が高く入手が容易なアプリケーションにリッピング機能が付いている。要は誰でも簡単に リッピングできる環境があり、その結果としてコピーされたデータが拡散するのは当然の成り行きと思われる。
ただ、理不尽だと声を上げた所で法には逆らえないので、著作権法に抵触する部分は理解しておいたほうが賢明。

著作権法についてはこちらを参照

CDDA7
MP3へ変換

CD-DAをパソコンでエンコードする場合、携帯プレーヤーで再生するという理由が一般的に最も多い。
MP3プレーヤーの中でもiPodやウォークマンなどのデバイスには、iTunesやSonicStage CPなど独自のアプリケーションが無料で提供されており、それらのデバイスを使用していれば、必然的に親和性の高い提供アプリケーションを使用することが 多くなる。
ただ、MP3のエンコードに関しては、提供されているアプリケーションよりも、LAMEを搭載したフリーソフトを使用したほうが音質は向上するため、CD -DAをMP3にリッピングする場合は、iTunesやSonicStageを使用せず、CDの定番リッピングソフト CDexを使用する。

CDexのインストールと使い方はこちら

CDexはMP3だけではなく、Ogg VorbisやOgg FLACのエンコードも搭載しているので、好みのファイルにエンコードできる。
Ogg VorbisやOgg FLACはパテントフリーのオープンソースで、MP3よりも高音質だと言われているが、今のところMP3やAACほどの汎用性がない。

CDex26

LAMEを使用してMP3にエンコードする場合、予め適切な設定がされているプリセットが使用できる。
プリセットは複数用意されているが、以下のプリセットが使い勝手が良い。

fast standard:ビットレートが200kbps前後になる標準音質設定。
fast extreme:ビットレートが250kbps以上になる高音質設定。

fast insaneはMP3の最高ビットレートである320kbpsになるが、現実的にfast extremeと fast  insaneの違いはほとんど感じられない。

Sample1  ・ Sample2 ・ Sample3

上記のサンプルはCDからリッピングしたstandard・extreme・insaneの3種類だが、この楽曲で音質の差を感じるのは難しい。
ちなみにSample1が最高音質のinsane、Sample2が高音質のextreme、Sample3がstandard。

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AACへ変換

MP3やOgg VorbisへのエンコードならCDexを使用すればよいが、AACファイルへのエンコードはiTunesが優秀。
CDexにもAACエンコードは搭載されているが、iTunesに搭載されているエンコーダはCDexよりも優れている。

AACはMP3の後継として、MP3よりも高音質・高圧縮を謳っており、iPod・iTunesの普及に伴ってAACも普 及し、現在では多くのメディアプレイヤー、オーディオプレイヤーがサポートする汎用性の高い音声ファイル。

CDDA9

iTunesのインストールと使い方はこちらから

iTunesのエンコード設定は、メニューバーの「編集」→「設定」または「Ctrl」+「,」(カンマ)で設定画面を開 き、左図赤枠部分の「インポート設定」で行う。

「インポート方法」の項目で使用するエンコーダを指定する。
デフォルトでAACエンコーダになっているため、敢えて変更する必要はない。

ビットレートは「設定」の項目で行う。
高音質で128kbpsになっているが、現状では198kbps以上が望ましいため、カスタム設定でビットレートを指定するか、もしくは「iTunes Plus」を選択する。

iTunes Plusは256kbpsの可変ビットレート(VBR)の高音質設定になる。

square 動画ファイルからの音声抽出と編集

世の中がアナログの頃、ラジオで流れる楽曲をテープにダビングしていた。曲が始まってもしゃべり続けているDJに苛立った ものである。ラジオではなく、テレビの前にカセットデッキを置き、音声をそのまま録音する荒業を使っていた奴もいた。
これらはレンタルレコードに無い楽曲や新譜、レコードを借りるまでもないが1曲だけ気に入っているなど、様々な理由で行われていた作業だが、このような ニーズは未だにある。

最近よく聞かれるのが、YouTubeなどにアップされている動画から音声だけを抜き取る方法。
作業そのものは非常に簡単なのだが、注意が必要なのはアップされている動画の種類。違法ファイルで あればダウンロードした時点で違法、またダウンロードできないようにロックされているファイルをダウンロードするのも違法
つまり一般的なアーティストの楽曲を動画から抽出する行為は、ほとんどが著作権法に抵触してしまう。
懐古主義ではないが、最近の法規制にはほとほとうんざりする。

FreeVideoDownloder7
動画のダウンロード

動画サイトからの音声抽出といっても特別な作業が必要なわけではなく、Freemake Video Downloaderを使用するだけ。

Freemake Video Downloaderのインストールと使い方はこちら

You Tubeのプロテクトの絡みなのか不明だが、Freemake Video Downloaderは更新頻度が比較的高く、旧バージョンでは「ビデオがありません」とエラーになる動画でも、最新バージョンでは動画を認識するため、 エラーが出た場合はバージョンアップする。

CDDA10

You Tubeなどで音声を抽出したい動画を表示させ、左図赤枠部分のブラウザのアドレスバーに表示されているURLをコピーして、Freemake Video Downloderの「URLを貼り付ける」をクリックする。

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URLを貼りつけたら左図の画面が自動的に開くため、品質を選択し、左図赤枠部分の「音声を抽出する」にチェックを入れ る。

選択する品質は高品質から順に並んでいるが、Googleが開発したオープン動画フォーマット WebMは、音声コーデックにOgg Vorbisを採用しているため、WebMを選択するとVorbisのm4aファイルがダウンロードされ、iTunesでは再生できない
MP4またはFLVであればAACかMP3のため、ビットレートの高いそれらのファイル形式を選択する。

「変換する」でMP3を選択できるが、この場合は元ファイルの音声を抽出し、それをMP3へエンコードするため音質が低下する。

設定が終了したら出力先を指定して「抽出」をクリックする。

CDDA13

左図はWebMから抽出した音声ファイル。

Freemake Video DownloderではAACとして認識していたものが、Media InfoではOGGファイルとして表示された。
無論、Ogg VorbisをサポートしていないiTunesに取り込んでも認識されない。

ファイルの拡張子はm4a で、この形式にはAACもVorbisも格納できるため、拡張子だけではコーデックの種類が見分けられない。
ダウンロードした音声ファイルが再生できない場合は、先ずMedia Infoなどで使用しているコーデックを確認する。

CDDA14
DVD Shrink のエラー

動画ファイル形式の選択でWebMを選択しなければ特に問題はないが、エンコードが必要な場合はFreemake Video Downloderの姉妹品のFreemake Audio Converter がお手軽。

Freemake Audio Converter はMP3・WMA・WAV・FLAC・AAC・M4A・Ogg Vorbisと、一般的な音声ファイル形式をカバーしており、面倒な設定なしに3ステップでエンコードが完了する。

Freemake Audio Converterのダウンロード先はこちら

デフォルトでは左図赤枠部分にチェックが入っており、レポートの自動送信を許可するようになっている。
スパイウェアではないが、勝手に情報を送信されるのは気持が悪いので、取り敢えずチェックを外しておく。

CDDA15

使い方は至ってシンプル。

エンコードしたいファイルをドラッグアンドドロップで認識させるか、「+オーディオ」というアイコンをクリックしてファイ ルを指定する。

次に左図赤枠部分の中から、変換したいファイル形式を選択。

CDDA16

エンコードする形式をクリックし、Freemake Audio Converterがファイルを認識すると、左図のような設定画面が立ち上がる。

プリセットメニューには「最適な品質」という便利なものがあり、特段のこだわりがなければデフォルトのまま、出力先のフォ ルダを指定して「変換する」をクリックするだけ。

ちなみに、動画でも同じだが、非可逆圧縮で低ビットレートの元データを高ビットレートにエンコードしても、単にファイルサ イズが増加するだけで音質は向上しない。

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メタデータ(ID3タグ)を編集

動画から抽出した音声ファイルには、アーティストやアルバムなどの情報(メタデータ)が埋め込まれていないため、 iTunesなどに取り込んだ際に「不明なアーティスト」「不明なアルバム」と認識されてしまう。

アルバムやアーティストなどで整理していなければ特に問題はないが、オリジナルのアルバムを作成するにあたってはタグの編 集が必要になる。

タグの編集にはデフォルトで日本語に対応したMP3tagを使用する。

MP3TAGのインストールと使い方はこちら

音声ファイルを認識させるには対象のファイルを左図赤枠部分にドラッグアンドドロップするか、「ファイル」→「デレクトリ の追加」で音声ファイルが入っているフォルダを指定して取り込む。

アルバム単位で編集する際は、アルバムに含む楽曲を全て1つのフォルダ内に集めておく。

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iTunesにインポート

メニューバーの「ファイル」から「ファイルをライブラリに追加」を選択するか、「Ctrl」+「O」でライブラリに追加す るファイルがあるフォルダを指定する。

ファイルをライブラリに追加」でMP3tagで編集したファイルが入っているフォルダを選択して「開く」をクリック。

CDDA28

オリジナルアルバムの出来上がり♪




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