WAV形式の疑問について

質問

WAV形式は、CDの音質をそのままPCに保存できるそうですが、周波数によってはCDより音が劣化するっポイことを聞いたのですが実際どうなんでしょうか？周波数を高くしすぎると、CDに焼けなくなるとか・・・・。

だったら、ロスレス圧縮を利用したほうが得く？なのかな？

回答No.4

matsu_jun

No.3のmatsu_junです。先ほどは長文失礼しました。

> 結論からすると、WAV形式でCDと同等の音質で録音する場合、44100Hzで録音すれば問題ないということでしょうか？

そういうことです。「44100Hz、ステレオ、16bit」が合言葉ですね。

> Hzを上げすぎると逆に問題が出る・・・・。これは不思議ですね！

例え話で恐縮ですが、歩幅が50cmの人が歩いたとしましょう。この人が10歩歩けば5m進むことができますね。
逆に50cm間隔でない場所(例えば4m20cm)だと、8歩ではたどり着けないし、9歩では行き過ぎてしまいます。
歩幅を10cmにしたら、50歩歩くことで5m先まで進むことができますし、42歩歩くことで4m20cm進むことができます。

でも、歩幅を50cmから30cmにしたらどうでしょう。確かに14歩歩くことで4m20cm進むことができる、つまり30cm間隔で、
より細かく行き先を変更できるのは確かですが、5mちょうどは進めませんね。16歩では足りないし、17歩では行きすぎです。

自然の音を44100Hzでサンプリングするのと48000Hzでサンプリングするのでは確かに48000Hzの方がよりよいのでしょうが、
CDが元々デジタルで記録されているので、同じ升目でコピーするのが最良だということです。単純に割り算の問題と考えてください。

それでは楽しいデジタルミュージックライフをお送りくださいませ。

回答No.3

matsu_jun

tm10さん、こんにちわ。
結論からすると、CDの音=正しく記録したwavの音=正しく圧縮したロスレスの音 です。

まずは音というのは空気中を伝わる波であり、CDやWavなどデジタル音源は、この波を方眼紙に記録するようなものだと解釈ください。
白紙にフリーハンドで適当に曲線を引き、その上に方眼紙を乗せ、方眼紙の升目を塗りつぶしていく形で下の紙の曲線を
トレースすることを考えてみると、当然升目の細かいほうがより正確にトレースできますね。

音をグラフ化したとき横軸が時間、縦軸が音圧(あえて言い換えれば音の強さ)とすると、CDは横軸を1秒あたり44100分割、
縦軸を65536分割した方眼紙を利用しています。
これに対してwavファイルはこの分割間隔(升目の大きさ)をある程度変えることができますが、CDの音を記録するには
基本的にはCDと同じ、横44100分割、縦65536分割しますので、これなら理論的には音の差は出ないことになります。

ここでついでに用語を覚えましょう。
横軸の1秒あたりの分割数を「サンプリングレート(サンプリング周波数)」とよび、単位はHz(ヘルツ)です。CDのサンプリングレートは
44100Hz(44.1kHz)ということになります。
縦軸の分割数を「サンプリングビット(数)」とよび、単位はbitです。2の(サンプリングビット)乗が分割数になりますので、
CDのサンプリングビットは16bit(2の16乗=65536)となります。

さて、wavファイルはこのサンプリングレートおよびビットをある程度の幅で変更ができますが、レートやビットを下げると
(22kHz 8bit)などにすれば、当然音質は悪くなります(正確に波形を表現できなくなります)。また、上げたらよいのかというと、
かならずしもそうではなく、例えばCDの音をwavに変換する場合、元のCDの音より良くなるわけではない上に、例えば48kHzなどのように
CDのサンプリングレートの整数倍になっていない場合は、グラフにずれが生じ、元波形を正確にトレースできなくなります。

上と重複しますが基本的にwavファイルは無圧縮ファイルですので、CDと同じサンプリングレート、サンプリングビットで保存すれば
理論的にはCDと同じ音になります。あえて言うのであれば、CDを専用コンポで再生する場合に比べ、wavファイルをPCで再生する場合は
PC上の色々な部品が発生するノイズが乗ってくるシチュエーションなどが考えられます。

それに対しロスレス圧縮というのは、イメージとして「音質の劣化のない圧縮」というように捉えられ、実際そうなのですが、正しくは
「可逆圧縮」と訳され、MP3やwmaのような「非可逆圧縮」とは、データ量を少なくする(圧縮する)という点では同じですが、
元のデータを完全に再現できるように圧縮したかどうかの違いがあるということです。音や絵の場合、多少元のデータと違っても
致命的な問題はありませんので、両方利用されますが、例えばパソコンのデータを圧縮する場合、元のデータと違ったら大変なので
一般的にロスレス圧縮が利用されています。

それだけの話であるので、ロスレス圧縮は無圧縮ファイルのwavに比べて音が良いということは言えない、言い換えると、
正しく記録したwavファイルと同程度の音質だということです。

mp3やwmaなどの非可逆圧縮ファイルでよく登場する「ビットレート」という単位を、上の「サンプリングビット、サンプリングレート」と
混同される方がよくいらっしゃいますが、気をつけてください。ビットレートとは、1秒あたりのデータの大きさを表す単位で、
bps(ビットパーセコンド 「ビット毎秒」)であらわされます。一般的なmp3ファイルのビットレートは128kbpsですが、CDの場合
32(16bit ステレオなので左右別々に記録し、2倍の量となる) × 44100(サンプリングレート 一秒当たり44100個のデータがあるから)
で、1411200bps(約1400kbps)なので、おおよそ10倍の開きがあります。よくmp3はCDの10分の1にデータを圧縮できるというのは
この計算によるものです。mp3やwmaは、人間が聞き取りにくい音(大きな音と近い周波数の小さな音など)をカットしたり、周波数の差を
判別しにくい音についてはまとめてみたり、左右の音を別々に保存するのではなく、左右の音量の差や時間の遅れの差などの
情報に置き換えてみたりと、人間の耳の特性を研究した上で徹底的にデータを減らしているのです。

最後に、
> 周波数を高くしすぎると、CDに焼けなくなるとか・・・・。
の部分ですが、CDと同じサンプリングレート(44.1kHz)で保存すれば、ほとんどそのようなことはありませんが、
元のCDが、CDの規格ギリギリの大きさだけ保存されていた場合はこのとおりではありません。
CDRに記録する場合、元のCDよりも余計な情報を追記する必要が規格上存在するので、これを追加することでCDRに保存できる
データの総量をわずかに上回ってしまうことが稀にありえますのでご注意を。

補足

長い文ありがとうございました。
いろいろ分からない事が分かって良かったです。

結論からすると、WAV形式でCDと同等の音質で録音する場合、44100Hzで録音すれば問題ないということでしょうか？
Hzを上げすぎると逆に問題が出る・・・・。これは不思議ですね！

CDexというフリーソフトを自分は使っているのですが、WAVの設定で、「サンプリング」設定というところに、44100Hz・22050Hz・11025Hzの変更が出来るようになっていたので、迷ってしまいました。

回答No.2

knighthawk

初めまして

音楽CDのサウンドデータは通常のサンプリングレート44.1kHzが望ましいですが、ファイルは肥大します

このサンプリングレートを低くすれば音質は悪くなりますが、ファイルのサイズは小さくなります。

MP3圧縮後のサウンドファイルは128kbpsが標準的ですがこのビットレートを
下げればファイルは小さくなりますが、音質は落ちます。

サウンドファイルの圧縮前と圧縮後では、音質を表すのに使い分けされています、圧縮前のファイルでは、高いサンプリングレートが音質が決まります、そして圧縮後はビットレートが音質で音質が決まります。

回答No.1

Reiher

周波数、つまりサンプリングレートを下げると高音域に特に影響を与えます。
Tips/Computer/MP3 などの音声ファイルの音質と容量 - outsider reflex
http://deztec.jp/x/01/tips/comp/c0060.html#nyquist
デジタル録音されたＣＤから取った非圧縮ＷＡＶＥファイルのサンプリングレートをＣＤ音質以上に上げても意味はありませんが、下げると音質は下がります。

　音質をそのままで容量を減らすならロスレス圧縮の方が有効でしょうね。

　なお、パソコンに取り込む事自体音質を下げる(主に電磁ノイズによる)という事はここでは無視しています。