ディザ

宇都宮泰 @utsunomiaa_com

1F6Ch Audacity　実務ディザ・ガイドを始めます。 ディザそのものについての詳細な解説は、ネット上に多く存在するので、Audacityでの実務操作、仕様検証を少しばかり。

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1F6Dh ディザは聴感覚上の量子化雑音を軽減するために用いられる、、というふうに解説されますが、量子化雑音とはどのようなものでしょう。

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1F6Eh 量子化雑音とは、とくにPCMデジタルオーディオで、波形を細かく見ると、それらは階段状になっていることに起因するのですが、通常のノイズと違うところは、無音のところでは量子化雑音は存在しません。 何らかの信号があり、それが階段状になっているときに始めて生じます。

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1F6Fh 階段そのものは、アンチエリアシング・フィルターにより丸められますが、そのステップがあったところのノイズは、聴覚帯域内に残ります。

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1F70h 具体的には、初期のデジタルによくみられた、高域がちょっと持ち上がったような、シャリシャリした、ざらつき感のある音とでも言いましょうか。滑らかさや、しなやかさに欠ける傾向があります。

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1F71h ディザですが、技術的には簡単で、単に微小レベルのノイズを混入するだけで、とくにディザというスイッチがない場合でも、適切な量のノイズをミックスすれば、目的は達成できます。 つまりシャリシャリでざらつく場合に、－80dB～－90dBのノイズを混入するだけ。

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1F72h 混入することで、規則的に表れる階段ステップをランダマイズすることで、不思議なことに聴覚的分解能すら向上します。

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1F73h Audacityでは、編集⇒設定⇒品質、で設定まどが開きます。 ディザには選択肢があり、シェイプド、矩形、三角、、リアルタイムとファイル入出力時のそれぞれの設定がありますが、中身がどのようになっているのか、どのようなときに使用するのか疑問も多いと思います。

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1F74h また、使用目的は様々ですが、とくに24bit以上で作業を行い、それを16bitデータやMP3として出力する際には利用価値が高いと思います。 逆に差分抽出などを行うときには必ずOFFにします。

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1F75h ↓効用は、24bit以上で作業しているときには滑らかでいい感じの音だったのに、16bit出力してみたら、いやにざらついたケチなサウンドになっていた・・のような場合など。

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1F76h 逆に芯のないひ弱な音が、ディザなしで16bit出力したら、しゃんとした、なんていうこともあります。

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1F77h 抽象的な例を羅列するだけなら、戯言なので、実際の検証方法などをしながら解説を進めます。まず仕様を探るため、テスト信号を作成します デジタル無音のトラックに、－144dBから－10dBまで、なめらかに増大する信号を置きます。 http://t.co/BKRrRjIMBl

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1F78h デジタルゼロ部分はAudacityのジェネレータで、無音10秒。 Audacity の設定は、品質：32bitフロート、ディザOFF レベルスィープ信号はWaveGeneを用います。その設定は・・ http://t.co/CLUbHv2qm0

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1F79h WaveGeneのセッティングの意味は、7秒かけて、周波数1000Hzのノコギリ波を、－144dBから始めて－10dBまで、対数的にレベル増大する信号。 セッティングができたら、ファイル出力スイッチを押して、適当なところにファイル出力。⇒Audacityへドロップ

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1F7Ah タイムシフトツールで真ん中あたりに。。これはテスト信号の前後がデジタル無音になっている必要から。 両方のトラックを選択し、トラック⇒ミックスして作成 http://t.co/r96uoOSHQv

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1F7Bh この波形表示は「dB波形」で、表示範囲は－145dBです。リニアでは何が何だか。

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1F7Ch このテスト信号を、ディザ添加しながら、ファイル出力し、それを読み込み評価します。 想定は24bitデータをディザ添加で16bit出力するというもの。

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1F7Dh 結果一覧を示します。 http://t.co/snMkbPTKgj

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1F7Eh 解説： 1トラック：元の信号 2トラック：ディザなし16bitデータ・・・－90.3dB（16bitデジタルの1ビット分）以下は消滅しています。 3トラック：シェイプド・ディザ使用16bit 4トラック：三角・ディザ使用16bit 5トラック：矩形・ディザ使用16bi

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1F7Fh 6トラック：矩形。ディザだが、始点終点がよくわからないので、差分抽出でテスト信号を抜き去り、ディザのみに分離したもの。

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1F80h この結果のように、シェイプと三角は、信号の有無に関わらず、常に一定レベルのノイズが添加。 矩形を指定すると、信号のある部分だけにディザ添加となる。 また、そのレベルを測定すると、振幅で－90.3dB。このレベルは、16bitデジタルの1bitの値で、続く

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1F81h 1bit M系列ノイズであることがわかる。1bitノイズを用いるのは、最小レベルで、効率的にディザの役目を果たすため。 レベル測定の方法は、ノイズのみの部分を範囲指定し、エフェクト⇒増幅、で、窓に表れた数値から。

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1F82h それぞれのディザを単独で取り出し、スペクトルを眺めてみよう。 http://t.co/lmq9VjsjMh

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1F83h 矩形と三角を比較すると、いずれも1bitノイズではあるが、三角の方がやや高域にウェイトされ、ノイズシェーパのニュアンスがあることがわかる。 決定的な違いは、矩形では音があるところでしか添加されない。

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1F84h シェイプドは、まさにノイズシェーパーそのもの。もっともしなやかで伸びのある品位になりそうだ。しかし、ノイズの増える量としては最も大きい。