CD音質と空気音質？

質問

MP3は320Kbps　で　CDのビットレートは1400Kbpsぐらいじゃないですか。　で、ＭＰ3は高域がカットされているわけですが、数字的にはかなりのデータ削減だと思います。では実際の私達が聞いている、空気を伝導している、楽器や声から直接発生されているのを忠実に再生するのにはどれぐらいのビットレートが理論的に必要なんでしょうか？

スピーカーの問題などはないものとします。

回答No.4

noname#91529 · ベストアンサー

納得のいかない回答が出てきているようなので・・・

科学ドキュメンタリー番組などの説明でご存知かもしれませんが、
たとえば、バイオリンの音に関して
その音圧をセンサーで測りながら、
動的にモニタリングすると

大小2つの扇が新体操競技の「クラブ演目」を模すかのごとく
飛び回ることが確認されます。

確かに
音波の総体としての忠実再現は
理論的にかなり難しいのかもしれません。

しかし、人並みの聴覚でMP3と16ビットWAV音源の差が、
知覚できることも事実です。

いい音楽を聞き込んでいる人は、
16ビットと24ビットの違いも多くの場合、
少なくとも雰囲気として感じ取ることができるようです。
(特にプロでピアノ専門の方)

また、
擬似20ビット/もしくは純粋24ビットの再生を
有意義なものとするべく、
スタジオにも24ビット録音機器がセッティングされてきています。
(20ビットで16Hz-22kHz また24ビット20Hz-50kHz)

回答
実用的には
デジタルなら16ビット
アナログならダイナミックレンジ72デシベル(FMラジオレベル)
(個人的には85dBぐらいからでしょうが一般的に・・・)

程度を、目安とすればよいのではないでしょうか？

回答No.3

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

ご質問の趣旨とは違いますが、こんな考え方も有ると言う一例です。

人が話す声と、全く圧縮も間引きもしないストレートで、マイク～アンプ～スピーカー　から出た音　完全に同じって事は無いですね。

それを承知の上で、高忠実度となれば　情報量はより多い方が有利になります。
　つまり　同じアルゴリズムならビットレートは高い方が有利。　まだ現存しない画期的で新しいアルゴリズムの圧縮方法が出たら、低いビットレートでも　高音質になる可能性は多いに期待出来ますネ。

さらに「ＭＰ3は高域がカットされて」と言いますが、CDでもSACDでも高域と低域はカットしています。（かなり程度は違いますが、、）　アナログだってそれぞれの特性の中で再生されているわけですが、昔は測定データよりも実際に聞いて最善の手法を用いました（LPレコードや、オープンテープ、カセットテープにもそれぞれ、最適な等価特性＝イコライザー　が有ります）
　人間の聴感特性では　中音域に敏感で、大きな音より小さな音に神経を集中させるようですので、帯域やダイナミックレンジも大切ですが、中音域の余韻の様な部分の音色が、より大きく音色として聞き取っていると考えられます。　一般的なPCMデジタル音源では　小さな音は数ビット分のデータですし、帯域制限も急激なため20KHz以上をカットするフィルターが１０オクターブ下の２KHz程度まで音質変化をもたらしているのではないか？　なんて　話題もありますね。

保存用としてのデータなら　非圧縮が当然ですし、それ意外なら手軽さと音質のトレードオフと言う事ですね♪

回答No.2

katzenauge

>楽器や声から直接発生されているのを忠実に再生する

楽器音を”文字通り”忠実に、ということであれば、CDのビットレートでも足りないということになるでしょう。
No.1さんが回答している通り、CDフォーマットでは、1秒間を44100回に分割し、それぞれを16ビット（65536種類）に分別して表現し、同時に20kHz以上の音はカットしています。しかし、実際の音はアナログ的に、いいかえれば無限の段階をもって変化しています。われわれが聞き分けられるかどうかは別として、情報量としてはそれこそ「無限の量」があるということになります。
つまり高音質とされるCDの音でさえ、すでに間引かれた音なのです。その意味では「実際の音」と「CDの音」を比べる事自体がナンセンスともいえます。
以上の前提を踏まえた上で「CDの音」を忠実に再生するために必要なデータ量は？ということを考えます。

データを間引いてしまえば忠実ではなくなりますので、間引かずに圧縮できる範囲ということになります（（つまりMP3やAAC、WMAなどの非可逆圧縮は資格がない）。すると、各音声フォーマットの「ロスレス圧縮」ということになると思います。WMAロスレスとか、アップルロスレス、ATRACロスレスなどですね。説明を見るとだいたい6割から8割くらいのようですので、1000-1200bps相当ということになるのではないでしょうか。

（本当の「理論的な値」は、音声フォーマットを開発しているような方にお聞きするしかありませんので、考え方としての回答です）

回答No.1

PXU10652

まず、圧縮したのMP3と非圧縮のＣＤのビットレートを比べることは無意味です。
　非圧縮のビットレートはサンプリング周波数とサンプリング周波数で決まります。ＣＤならサンプリング周波数44.1kHz、量子化ビット数16ビット、2チャンネル（ステレオ）なので、1秒分のデータ量は16×44,100×2＝1411,200bps≒1440Kbpsとなります。
　人間の可聴周波数は20Hz～20kHz程度なので、サンプリング周波数はその倍以上必要で、CDは44.1kHzを採用しています。ただし、倍音成分としては30kHz～50kHzでも聞こえるという説もありますが、多くのレコーディング機材もデジタル化されており、昔のアナログレコードで無い限り、このような高い周波数は録音も再生も出来ないでしょう。
　圧縮した音源の場合、どの程度のビットレートが必要かは、どこまでの音質低下を許容できるかということになります。MP3なら128Kbpsもあれば十分だと思いますし、その程度でなければ、そもそも圧縮している意味がありません。