アナログダビングによる劣化のメカニズムは？

質問

長年オーディオ機器に興味を持っていますが、圧縮による劣化とテープダビングによる劣化の違いが判りません。

圧縮の場合、人間の感覚で感じ取りにくいと思われる成分を間引くため、元のデータより情報量が減ることで音質や画質が劣化することは分っています。しかし、アナログテープへのダビングの場合は何故画質や音質が劣化するかはわからないのが実情です。
アナログだからと言われても、なぜアナログなら劣化するのかという事になり、はっきりわかりません。
アナログによる劣化のメカニズムは、どのようなものなのでしょうか？

また「MDは劣等、カセットは優等」という意見が出ていますが、実際にカセットがMDより音質が良いのかさえ疑問です。上級はおろか中級のカセットデッキでもMDよりずっとましとか、消費電力の大きい機種が音質が良いとかいう意見もありますが、アナログによる劣化のメカニズムがわからない以上、本当にアナログは圧縮より良い絵や音が出せるのかが疑問ですが、実際どうですか？

回答No.24

John_Papa · ベストアンサー

No.20のJohn_Papaです。
最初のご相談内容とは懸け離れますが、No.20のお礼に対して補足しておきます。

データ転送におけるパラレルですが、転送レートが低い時代でも危機内ではシリアル←→パラレルの変換は行われていましたね。
8bitパラレルなら、各ビット用の信号線とクロック線とグランド線の最低必要10ラインが一セットで不平衡接続の結線でした。
それを受信側でクロックに応じてラッチを掛けて内部処理用データに復調していた。
その為基本的にクロック線不要で平衡出力のシリアル転送に比べ、シールド問題（ビット間クロストークや外部誘導による妨害など）やタイミングずれが発生しやすく（エラー発生時は複数ビットが影響を受ける為パリティのようなチェック能力も持たない）、路線長を長くできず高速転送に向かなかった。また、転送ケーブルのトラブルなどで転送中に寸断した場合には収集の付かないエラーになりました。
No.20回答の『プリンターに延々と打ち出される意味不明の記号』というのは、どちらかと言えばパラレル転送エラーの方のイメージでしたね。

それから、他の回答者が別の意味で使われている『転写』も劣化の一つの要素です。
磁気テープは巻かれた状態で保管されますので、常に別の時間の録音部分と隣接していることになります。テープ間に磁気シールドとかは有りませんので、隣接するＮとＳ間は磁力線で結ばれ、磁力線の経路はゆっくりと磁化されます。
このために同じ状態で保存期間が長いと、音の無い場所に他の時間の大音量部分が転写（要するにスタンピング）されたり、被側に音があれば音量低下や音質悪化したりします。
塩化ビニルのＬＰレコードでも、隣接トラックを刻む際の圧力が一周前のトラックを変形させる事もあります。
これが、今までの回答に漏れている、『アナログテープへのダビングの場合は何故画質や音質が劣化するかはわからない』への間接的要因です。

お礼

ありがとうございました。
そういう現象は初めて聞きましたね。

回答No.15

noname#214300

＞アナログの劣化は悪く思わない方もいる、ということでしょうか？
劣化を悪く思わない人はあまり居ないかと思いますが、デジタルみたいにすっぽり微少成分が抜けてしまうよりかは、ノイズが多少入っていても、微少成分が聞こえる方が良いという判断をする人は居るでしょうね。

ちなみに自分は、カセットテープなどではノイズリダクションを切っています。
ノイズは大きくなりますが、音が自然に聞こえるので疲れない感じがいいです。

お礼

お礼が遅くなりましたが、回答ありがとうございました。

アナログの劣化は悪く思わない方もいるのは、情報が削がれるよりは、不必要な情報が付け足されるほうがまだいいということでしょうか？

回答No.14

noct_nik

>とはいえ、デジタルのテープもありますが、アナログのテープとは何が違いますか？

デジタルのテープも、磁気記録していることには変わりありません。
しかし、デジタルの場合は0と1の世界ですから、これを磁気信号に置き換えて磁性体に記録します。

磁気の強弱を記録するので、例えば磁気の強さをデジタル符号の1を、磁気の強さ100、デジタル符号の0を磁気の強さ0とすれば、磁気によるデジタル記録が可能です。

ただし、磁気テープはアナログでも100％忠実に記録できないと書いたとおり、記録時に100の磁気をかけても、テープには90しか残らない、あるいは0であるべきところが、磁気テープの磁性体その物が持つ微妙な磁気で3の強さの磁気を帯びることもあります。

アナログの場合、上記の理由から100％忠実な記録はできないことになりますが、デジタルの場合は、磁気の強さが90であっても、デジタル符号1とみなしますし、磁気の強さが3であれば、デジタル符号0とみなすことはできます。

極端な話、磁気が60以上であればデジタル符号1と見なしても良い（これは例えなので、実際の磁気記録では違いますが）とすれば、磁気が100％正確に記録できなくても、デジタル符号の0と1は取り出せるわけです。

そうは言っても、磁気テープの場合、経年で記録された磁気の保磁力が低下していきます。
そうなると、記録時は80の強さだったものが、経年で50や40になることもあり得ます。ある程度のエラーは、エラー訂正符号で修正出来ますが、エラーが修正できる範囲を超えると、ドロップアウト、つまり信号を拾えない為、ノイズが発生したり再生できなくなります。
磁気記録はパソコンで昔あったフロッピーディスクも同様で、エラーが訂正範囲を超えると読み取り不可になります。

以上、ご理解いただけましたか？

お礼

お礼が遅くなりましたが、再びありがとうございました。
磁力の強さを一定ライン以上なら1、それ以下なら0とするのが、デジタルテープということでいいのでしょうか？

回答No.13

pop_q7650n

なんか激論が交わされていますが…

アナログの音質の劣化が起こるのは100%の再現性が保証されていないからだとほぼ言えます。
テープからヘッドを介して内部回路を通って書き込みヘッドから別テープに行ったときに同じ信号とは限らないからです。（だからといって大きく劣化するとは限りません）

デジタルが正確なのかというとそんなこともなく、再現性が100%だと言われているのはエラー訂正信号が多少のエラーを修正するからだと言われていますが、そんなこともないです。それは、デジタル信号はしょせん高周波でCDだったら44100回/秒の振幅が起きています。安い回路を通したときには当然減衰しますし、デジタルケーブルでも減衰が起きて結果的には微妙な音が出たりします。

ちょっと前までは、プレクのドライブを使って全ビット完全一致にエネルギーを傾けてる人たちがいました。それでもなかなか難しいという話しだったと思います。

アナログだと結構長いケーブルが販売されていますが（良いとは思いませんが、その気になれば10mとかでも何とかなります）、デジタルではせいぜい3mくらいがやっとになってることが多いと思います。HDMIでもUSBでも1394でも状況は変わりません。こと音楽に限って言えば、30cmでも良いくらいです。

MDに関して言うとコーデックのATRAC自体の圧縮が非可逆で理想状態でも100%の望めません。
個人的には、ATRAC3 plusでもかなり怪しい気がします。ただ、CDだと12cmのものがあんなに小さいデバイスに入ってしまうのですから、あまり期待はしない方が良いと思います。

実際のところiPodに代表される携帯オーディオデバイスが登場したときに一斉に消えてしまいました。過渡期故の技術者の暴走みたいなものではないかと思います。ただ、一部の作成者の方からはコピーが非常に作りにくいというメリットがあるので、今なおわずかながら使われている例もあるみたいです。

扱い自体は音飛びするけど、傷が付くのでCDを持ち歩くよりはましなデバイスだったと思っています。

お礼

ありがとうございました。
アナログ・デジタルは回路面でも大きく違うのでしょうか？

回答No.12

John_Papa

＞アナログによる劣化のメカニズムは、どのようなものなのでしょうか？

みなさん難しいことをおっしゃってますが、
一旦、電気信号に変わった音声信号を、どのような形態で保管する（固定化する）かがデジタルとアナログの相違点です。

１．デジタル符号に変換して保管する方法
２．磁気変化に変換して針状粉末の磁性体を磁化して保管する方法
３．物理運動に変換してビニル板に刻み付ける方法
４．光の強さに変換して光学フィルムに焼き付ける。
がありますが、

２．３．４.の場合は、保管素材（媒体）の持つ物理特性が歪みやノイズとして付加されます。また、電気信号に戻す際にも歪みやノイズが発生します。
２．の場合針状粉末のサイズや並び方によって保管品質が左右されますし、連続のイメージが強いアナログも粒子化されているのです。４．の場合映画のフィルムに使われますがもほぼ同様で銀の粒子に左右されます。写真や映像なら粒子化を解像度と言って測定可能です。
1.の場合も、保管は２．３．４．の形態を取りますが、値が全（1）か無（0）かの２つしか無いため、歪みやノイズの影響をほとんど完全と言ってよいほど受けません。元々デジタル録音は、媒体物理特性による歪みやノイズを無視できるようにと開発されたものなのです。音はアナログですので、デジタル符号と音信号との変換で発生する歪みやノイズが劣化という事になります。

もう一つの質問「圧縮による劣化」との比較ですが、
圧縮の程度によって、アナログの歪みやノイズ付加よりも劣化が大きくなります。しかし、ダビングは符号化されたままで行われますので、ダビングによる劣化は有りません。
ただし、圧縮率を変えたりすれば、そこで新たな劣化が付加されます。

ＭＤの場合は、保管の媒体に技術的に完全には克服できなかった物理的な問題が有り、いつもどの機種でも調子が良ければ良いのですが、悪ければノイズ・歪みだらけになりカセットテープ以下、デジタルの悲しさで録音すらできないといったトラブルと隣り合わせでした。0と1すらはっきりしない媒体だった訳です。ちなみに私の買ったＭＤ機材は全滅でした。

お礼

ありがとうございました。
アナログにはアナログの良さもあるということでしょうか？

回答No.11

nijjin

アナログコピーはデジタルコピーと違い100%同じにはならないからです。
アナログコピーで1%の劣化が出るとすればコピーしたものでコピーをとると言う事をすれば100回目や1000回目では元の状態と変わります。
これは伝言ゲームと同じです。
昔あったクイズ番組のよう口頭で伝えリレーしていくと最後は最初とまったく違う内容になっているのと同じです。

カセットのダビングもその情報が100%再生され100%録音されれば劣化しません。
99%でも101%でもダメです。
そこにはノイズや１億分の１以下であってもダビング元とダビング先で回転の違いがあってはなりません。

ちなみに、カセットとMDではメタルテープを良いデッキで使えば再生可能な周波数はCDとほぼ同等です。
それゆえ圧縮されるMDよりも高音質と言われるのでは？

お礼

ありがとうございました。
アナログはそれだけ阻害信号（ノイズなど）が多いということでしょうか？

回答No.10

chiha2525

デジタル信号も劣化して０か１かが判別できなくなると、あやまった値になったり読み出せなくなったりするのですが、分かっておられるでしょうか？

”解像度”はアナログのほうが上で無限大です。ただし正しい値が出力される保証はありません。

お礼

ありがとうございました。
それは0か1しかないデジタルと、無限の数値のアナログとの違いということになりますか？

回答No.9

HAL2（@HALTWO）

A No.3 osakajapan2001 さんの御回答をもっと噛み砕いた説明になりますが(汗)・・・

Tape Dubbing のような Analog Copy は Micro Film に写し取ったり Copy 機で複写するのと同じような『物理的な複写』ですので、Film や Copy 用紙の質が悪かったり、Lens の調子が悪かったりといった理由で綺麗に複写できないのと同様に、Dubbing を重ねる度に『複写』されたものの質が劣化して行きます。

一方 Digital Copy は 0101・・・の Computer 文字を読み上げて他の Media に改めて書き込むものですので、原理的に Media の質には依存しません。

しかし読み上げられた 0101 の言葉は他の機器回路と接続するための Protocol 言語や Clock Code を付加されたり、言語自体を他の言語に変換して (Code すると言います) 伝送した後に受け取った側で元に戻す (Decode と言います) 処理を経る CoDec (Code と Decode の合成語) 変換処理が行われ、最終的に保管される Media の容量が小さい時には Data の一部を切り捨てて改変する『圧縮』が行われます。

つまり、日本語を英語に翻訳して伝えたものを再び日本語に翻訳して書き写す際に Note の Page が足りないので細かいところははしょってしまうわけですね・・・逆に Over Sampling で Data を増やすのは翻訳に翻訳を重ねるうちにくどくどと冗長になってしまうようなものとも言えます(^_^;)。

電気信号を光信号に変換する光伝送でも変換 (翻訳) 処理が行われていますし、Data を運ぶ手段が異なるのですからその手段特有の障害によって Data が劣化する可能性が生じます・・・Digital 伝送は Data の劣化がないとは言い切れない理由がここにあります。

Analog Copy の場合は「間違いなく劣化が生じる」ものの、その変化が人間の感覚 (聴覚や視覚などの美的感覚) に好ましいものになる場合もあり、Analog Audio Tape Recorder という機器はそのような状況を比較的得られ易い機器であったと思います。

ちょうど Film Camera Mania が往年の名器と呼ばれる Lens が醸し出す色合いに惚れ込んだり Film Maker や型番にこだわりを持っていたように、物理計測特性上は非力な Cassette Tape Recorder にも好ましい音色を醸し出すものが数多くありました。・・・Audio の世界では真空管 Amplifier の魅力にも共通するものがありますね。

Digital 機器の場合は理論上の変化 (圧縮による劣化や Over Sampling 等による冗長化) が大きく Close Up されて良し悪しを判断されてしまいがちで、Analog 機器のように「聴いてみて『良い音に聞こえるもの』が優秀」と判ずる事が少ないのが特徴と言えます。・・・人間の耳には聞こえない 20kHz 以上の高周波がどうのこうのとか、60dB 以上の S/N 比や 1% 以下の歪率での僅かな違いを大袈裟に論ずるようなものですね。

現在の Compact Digi'Came' は 1 千万画素以上が当たり前ですが、Pro' が使っていた 1999 年に 65 万円で発売された NIKON D1 は 274 万画素でしかありません。・・・昔の Gravure や写真集を見れば判るとおり、274 万画素の D1 で撮られた写真は今の Digi'Came' よりも遥かに良い絵を創り出していますよ。・・・つまりは、宣伝用の Catalogue 性能では判断できない部分で音の善し悪しや絵の良し悪しが決まるわけです。

Analog 機器は使う人の技量や Sense 次第で作品の質が大きく変わるものですし、Pro' が使う Digital 機器も Consumer 用に較べて Catalog 性能では低い性能でしかなくとも作品の質感は遥かに高いものが得られるようになっています・・・高い質感を得るためには使う人に高い技量が要求されるのですが・・・。

Analog 時代に腕を磨いた Mania 達にとっては誰が録音しても同じようなものにしか録れない MD よりも、Tape を選び、Bias Equalizer Level や録音 Level を曲調に合わせて適切に調整し、場合によっては Dolby や DBX といった Noise Reduction 機構を用いずに録音した方が狙い通りの質感を得られる Analog Tape の方が良いと言う人もいるでしょう。

実際、Cassette Tape は Peak 録音 Level を +3VU にするのと -3VU にするのとでは大きく音色が異なってきます。

Bias や Equalizer の Level を変えたり、Tape の Maker 型番を変えても音色が変わります。

曲に合わせて高音がすっきりと伸びた音調にするのか、高音が多少詰まっても Compression の効いた迫力満点の音調にするのかといった録音側での音作りを行えるのが Analog Tape Recorder の魅力の 1 つであり、その技を駆使する Mania ならば「Analog Tape Recorder の方が良い」と言い切るでしょうね。

かく言う私も TEAC T6100 や T80-8、NAKAMICHI 550、MARANTZ PMD430 といった「録音側で音作りできる機器」を愛用してきた Mania ですので、20 万円級の MD Deck と $450 だった MARANTZ PMD430 とどっちが欲しい？ と聞かれたら迷うことなく MARANTZ PMD430 が欲しいと言うでしょうね(笑)。

ちなみに私は昔 (2000 年頃)、iTunes で録り貯めた 8 時間分の Xmas Song 集を MP3 Data ではなく、VHS-HiFi (Monaural) Deck に Dubbing して VHS Video Tape で友人の店の BGM 用に渡した事があります。

店の BGM で流すのに Stereo である必要がないことと、MP3 で再生するよりも VHS-HiFi に Dubbing してから再生した音の方が Smooth で心地良い音色であったからなのですが、160 分 VHS Tape の 3 倍 Mode で 8 時間の Non Stop 再生を手間要らずで行えるのも魅力でした。

尤も近年は Enhancer 系の Digital Effecter Software で往年の Analog Tape で行なっていたような音作りができるので、真剣に音色を追い込む根気があれば「Digital では嫌だ！」なんて気持ちにはならなくなりましたが(笑)・・・。

お礼

ありがとうございました。
ということは、アナログでのコピーは環境に左右されやすいほど（電源や磁性体からの）ノイズ混入などが多いということでしょうか？

回答No.8

noct_nik

興味深い質問です。
実は最近、カセットテープがなぜ音質が悪くなるか理解できない、という20代前半の会社の同僚の話を聞いたばかりです。

カセットテープは、電気信号を磁気に変換し、磁気テープに記録します。
しかし、磁気ヘッドからの磁気を100％記録することが困難です。
特に高域ほど耐磁しにくくなります。また、磁気テープそのものが持つ、ごく微量な磁気はノイズとして現れます。
これがカセットテープの音が不鮮明になったり、ノイズが発生する要因です。

もっと簡単に表現しましょう。
紙と鉛筆で、文章を書くとします。高音は小さな文字です。字が小さくなればなるほど、紙と鉛筆では不鮮明になっていきますね。画数の多い漢字も、鉛筆の芯が太いと書ききれません。
また、書いた時はいつかかすれて薄くなります。これと同じ事です。

別の例を書きましょう。
コピー機でコピーしたものを、何度も何度もコピーしてみると、どんどん文字が太く不鮮明に、何も書いてない部分にホコリ等の影響で黒い点ができたりしてきますよね。
コピー機でコピーしたものが、100％オリジナルと同じにはならないのも、同じ事です。
これがアナログの劣化です。

ただ最近のコピー機は、1回のコピーでは、それほど劣化を感じません。
これは高級カセットデッキと高級メタルテープの組み合わせにも当てはまります。

デジタルにおける圧縮音声はまた別の話になってきます。
どちらがいい悪いという単純に話にはなりません。

お礼

ありがとうございました。
とはいえ、デジタルのテープもありますが、アナログのテープとは何が違いますか？

回答No.7

noname#214300

＞アナログによる劣化のメカニズムは、どのようなものなのでしょうか？
非常に簡単に説明すると、ケーブルや機器の中の部品など、音声信号が流れる場所では、全ての部分でノイズの混入と信号の減衰（特に高域が顕著）が起きます。

「熱雑音」や伝送経路の周波数特性について調べて頂ければ、より理解が深まると思います。

こうしたノイズを消したり、減衰した高域信号を補償する為に、いろいろな回路（ノイズリダクションとかエンハンサとか）を通りますが、その時に信号の微少成分がノイズに紛れて消えてしまい、音にすると空気感が無くなったり、映像だと細かい部分が潰れてべったりとした絵になってしまいます。

＞本当にアナログは圧縮より良い絵や音が出せるのかが疑問ですが、実際どうですか？
信号の劣化が起きるとき、デジタルではニュアンスを伝える微小信号が「すっぽり」抜け落ちるのに比べ（ただし、ノイズが無くクリアである）、アナログでは微小信号がノイズに紛れる感じになります。

人によっては、ザーザーというノイズの向こうに楽器の息づかいを感じるでしょうし、別の人ではそもそも音楽として聞こえれば良いのであって、ザーザー言う事自体が許せない！となります。
趣向や趣味や考え方の世界なので、どっちが良いのかはご質問者様の心に聞いてみて下さい。

お礼

ありがとうございました。
アナログの劣化は悪く思わない方もいる、ということでしょうか？

回答No.6

OKWavex

アナログデータは完全一致するコピーが作れないということ
アナログ信号は電気の波であり同じような波形は作り出せても厳密に一致はしない

デジタルデータは厳密に一致するコピーの作成が可能

アナログがデジタルより勝るといわれるのはデジタル化で破棄されるデータが厳密な再現性を邪魔していることとデジタルデータから元を再現する性能に依存
ただしアナログでも当然再現する性能に依存するので高級機が評価される

お礼

ありがとうございました。
テープの場合、一時期主流だった倍速ダビングでは劣化が激しい（等速ダビングしたものと比べても）と聞いたことがありますが…