2019年7月12日

「ビット深度によって変わるのはS/Nだけ。解像度は変わらない」という視点について

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Vocal-EDIT.com @VocalEdit_com

「ビット深度によって変わるのはS/Nだけ。解像度は変わらない」という視点について

2019-06-15 09:38:35
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PCM方式においては、ビット深度(16bitとか24bitとかいうアレ)が変わると、1サンプルごとにより細かい信号電圧が計測可能という説明がよくなされます。 実際そうなのですが、本当に「音の解像度」まで変わるのでしょうか?

2019-06-15 09:38:53
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これもよく見かける図解で、ビット深度が増えることでサンプリングした信号波形がカクカクした線から比較的スムーズな線になっていたりします。しかし多くの場合、信号はD/A変換時にローパスフィルタを通過し、このようなカクカクはすべてスムーズな線として復元されます。

2019-06-15 09:39:23
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実際に計測器で見ても、D/A変換されたサイン波において16bitの方が24bitよりカクカクしているようなことはありません。

2019-06-15 09:39:23
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ではなにが変わるのかというと、ひとつ間違いなく変わるのはS/Nです。なぜかというと、ビット深度の差異や不足により、信号電圧値をもっとも近似するサンプルに丸め込まざるを得なかった場合、その誤差はホワイトノイズとなって現れます。

2019-06-15 09:40:03
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ビット深度が低い→サンプリングする目が粗いほど誤差も増え、ホワイトノイズも増えることになります。

2019-06-15 09:40:03
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なんとなくビット深度が高い方が解像度が高いイメージがありますが、なんてことはない、累積した誤差はすでにホワイトノイズとして現れており、ビット深度の差異による元信号に違いはありません。

2019-06-15 09:40:41
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…という考え方を信じるかどうかは皆様のご判断に委ねますし筆者自身の考え方も保留とさせていただきたいのですが、このような一派は存在します。 なお、中間ファイルのビット深度は高いに越したことはありませんが、こと最終媒体に関しては20bitもあれば十分という主張する派閥はこの辺りに由来します

2019-06-15 09:41:03
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つまり20bit x 6dB = 120dBのダイナミックレンジ(S/N)もあれば、 ・ヒトが知覚できる最大値~最小値をカバーできる ・そもそもS/Nが120bB以上あってもD/Aや周辺機器の熱雑音が勝る という考えです。

2019-06-15 09:41:30
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この世界観においては、32bit D/A A/Dの利点は特にありません。実際に音がアナログスルーに近いと感じたのであれば、それは32bitであったからではなく、周辺回路も含めた機器の設計のせいかもしれません。 ※という考え方が存在するというお話です。以上。

2019-06-15 09:43:06
Vocal-EDIT.com @VocalEdit_com

このスレッドの話題はカバーしませんが、似たアプローチで作業中の最適信号レベルなどを考察する(つまりより実用的な)章などが追加された、こちらをご案内しておきます。 pspunch.com/pd/talkback.ht…

2019-06-15 12:05:29
リンク Studio Gyokimae 書籍「とーくばっく」のご案内 2019年6月リリース「とーくばっく」改訂第3版のご案内です。 6 users 126
ぷくまろ@佐藤歩 @pukumaro

これは、あくまで入力信号が同じ値ならばビット数が増えればS/Nが悪くなるというお話ですね。信号の値を増やせないなら、いくら細かくしても意味ないよということですかね? twitter.com/VocalEdit_com/…

2019-06-15 12:50:41
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ビット深度が増えるとS/Nは向上します。むしろ変わるのはS/Nだけという考え方です(続く。上の話はのちほど再訪問します twitter.com/pukumaro/statu…

2019-06-15 13:46:01
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ビット深度が増えると図の1段目から2段目のように目が細かくなる説明がよくなされます。これはある程度事実ですが、実際にはD/A変換時にローパスフィルタでスムーズになるので、どちらもカクカクした音を聞かされるわけではありません(続く pic.twitter.com/ZQIXnsEaAF

2019-06-15 13:48:02
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じゃぁどっちも完全な正弦波「だけ」を再現しているかというとそうでもなく、ビット深度不足、解像度不足により実際の電圧値と丸め込まれた近似値の間の誤差は累積してホワイトノイズになります。このノイズのレベル差がビット深度の唯一の違いです(続く pic.twitter.com/PQcDS130Ts

2019-06-15 13:50:51
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Vocal-EDIT.com @VocalEdit_com

で、ここまでで話題にしているのはあくまでもサンプリング時の量子化誤差(実際の電圧値と近似値間の誤差)により生じるノイズだけです。これが十分に低ければ、たとえばアナログ回路の素子が発するノイズが勝るため、無視できます pic.twitter.com/NRMGOGVp4x

2019-06-15 13:53:31
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Vocal-EDIT.com @VocalEdit_com

あと、可聴レベル範囲ですね。たとえば人間が聴覚にダメージを受けることなく聴ける最大音量と知覚可能な最小音量の差が120dBとすれば(確かそのぐらいだったと思いますが概算です)、媒体もそれだけのS/Nがあれば十分と考えられます。現実には前述のように再生機器側がこの壁を超えていません

2019-06-15 13:58:46
Vocal-EDIT.com @VocalEdit_com

それだけ爆音で鳴らすなら、やはりその範囲内でもビット深度を上げた方が信号精度は上がりそうな印象を受けますが、そこで「実際に変わるのはS/Nだけ」という最初の話に戻るわけです 以上…かな?

2019-06-15 14:00:34
がけっぷに🍀例大祭I17b委託 @Gakeppuni

@VocalEdit_com 面白そうなお話してらっしゃいますね。ビット深度増やして量子化ノイズのフロアをいくら下げようが、正直16 bitで既に-96 dBもあるから、DACやアンプのショットノイズ諸々、再生機器のダイナミックレンジに負けて活かせないですよね。24 bitの-144 dBともなると、ラボレベルの測定器の世界...

2019-06-15 14:34:39
Vocal-EDIT.com @VocalEdit_com

@Gakeppuni そういうお話ですね。ただ(自分で測ったわけではありませんが)昨今のDACやアンプは実測でも16bit=96dB以上のダイナミックレンジはあると聞きますので、マスターでも16bitよりは20~24bitを使う合理性はあるかと思います。

2019-06-15 14:40:21
がけっぷに🍀例大祭I17b委託 @Gakeppuni

@VocalEdit_com 電波暗室の音響版みたいな部屋(名前を知らない)で心臓と呼吸を止めて聴かないと勿体ないですね 笑

2019-06-15 14:42:40
Vocal-EDIT.com @VocalEdit_com

@Gakeppuni 無響室でしょうか。私は入ったことなさそうですが、自分の血流が低音として聞こえるそうなので、マスキングされないようDACのロー上げときますね~

2019-06-15 14:52:07

コメント

ヘルヴォルト @hervort 2019年7月12日
つまりより繊細なスムージングができるようになるということ?
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