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デジタルの音は悪い?

という人がたくさんいます。本当でしょうか? 

目次を見てもらえば分かるように、CD,SACDなどのデジタルサウンド関連のスレッドはこれまで何度もでていますが、ここではかなり基本的なことが論じられているのでまとめました。



CDデーター欠落について 投稿者:KE 投稿日:2008年 3月22日(土)12時04分32秒  

CDのデーター欠落は 訂正照合作業をしていないという【pc内でしているような】 点が肝心でその 割合に関しては未確認ですが 、しかし 現実として その点を 論議していないのが 気にかかります。また CDの音が 良くないという 現実の解答としては 説得力はあります。(こーいうことが現実だとしても メーカーは絶対に認めることはできないでしょうから)

また オシロスコープで CDのビット落ちを 音響機器の修理会社で 見せてもらったことがありますが、 かなり ひどいものでした。 その点等は 議題にならないのですか?

Re CDデーター欠落について 投稿者:志賀 投稿日:2008年 3月22日(土)14時00分59秒
KE さん

>CDのデーター欠落は 訂正照合作業をしていないという【pc内でしているような】 点が肝心でその 割合に関しては未確認ですが ・・・

以前に議論したことはあります。ここにまとめてあります

http://www38.tok2.com/home/shigaarch/OldBBS/39digitalerror.html

なお、私のサイトの

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/CD.htm

にCDのデータ欠落(誤り)について書いています。その中(最後の部分)に測定データが載せてあるサイトを紹介しています。これによると通常のCDの再生時には1bitのデータ欠落も見いだせないようです。


>また オシロスコープで CDのビット落ちを 音響機器の修理会社で見せてもらったことがありますが、 かなり ひどいものでした。その点等は 議題にならないのですか?

データの欠落を見いだすには論理回路でバイナリ比較をするのが正道です。オシロの波形を見てデータ欠落が簡単に分かるとは思えません。どのような信号を調べたんでしょうか?

Re: CDデーター欠落について 投稿者:HD 投稿日:2008年 3月22日(土)16時59分53秒
KE さん

CDディスク上のディジタルデータには、原因はプレス時とか,反射膜のピンホール等いろいろあると思いますがエラーは皆無ではないようです。従って読み込み時に「訂正照合作業=ヴェリファイ」しても元のCDにあるエラーを無くす事は出来ませんね。 (どの位あるかデータを知りませんが、光ピックアップの読取りエラーは読み直しをする事でヴェリファイ出来るとは思いますが。)

指紋汚れや、円周方向の傷のない通常のCDでは訂正不可能なエラーは無い(訂正可能なC1エラーはあります)と言えるようです。以前にも紹介しましたが、

http://www.geocities.co.jp/MusicHall-Horn/5775/protecd/cds.htm

http://www.geocities.co.jp/MusicHall-Horn/5775/cd-da01/index.htm

志賀さんが書かれているように、CDからデータを読み込んだ後、何重にもエラー訂正を行なう規格(CD−DA規格)になっており、

このサイト、

http://www.digitalprosound.com/Features/2000/Sept/RecCD.htm

4ページに、

「CIRC encoding is an incredibly effective process, reducing the error rate on an audio CD to about 1 uncorrectable bit in 1,000,000,000. Add interpolation to that, and what you have is a very robust medium indeed!」 とありますように通常のCD再生ではCIRCとデータ補間訂正だけでもDACに送られるデータのエラーはほとんど無くなるようです。

CDの音が(何に比べて?)良くないかどうかはリスナーの主観の問題ではないでしょうか?

デジタル信号の読み取り 投稿者:US 投稿日:2008年 4月 2日(水)20時36分9秒

LPのカートリッジはLチャンネルRチャンネルほぼ同時に信号をピックアップしていると思いますが。

CDPはLR同時に読み取りをしているのでしょうか。それともLか Rのどちらかを先に読み取っているのでしょうか。

DACからのアナログ信号は内装クロックなどでLチャンネルRチャンネル同時に再生されているのでしょうか。

Re デジタル信号の読み取り 投稿者:志賀 投稿日:2008年 4月 2日(水)22時29分20秒 US さん
US さん

>CDPはLR同時に読み取りをしているのでしょうか。それともLか Rのどちらかを先に読み取っているのでしょうか。

これは後の説明に書きますが、いうなればごちゃ混ぜで読み取っています。

>DACからのアナログ信号は内装クロックなどでLチャンネルRチャンネル同時に再生されているのでしょうか。

一言でいえばYesです。

なぜこんなことが言えるかというと、CDでは、データ読み込みから左右の波形出力までの時間経過はLPとは全く違っているからです。


http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/CD.htm

にも書いておきましたが、信号をトレースするというより、左右の波形を合成するのに必要な2進数データを読み取り、いったんメモリにため込んでおき、計算により左右の波形信号を合成しDACに送るというプロセスで行っています。ある一瞬の波形電圧を作り出すためのデータはある規則に従って、円周に沿って数ミリの範囲にばらまかれ記録されています。

左右のDACに送り込まれるPCMデータは当然左右の時間差が生じないような計算をしています。

なお、このとき、読み誤りがあっても前後のデータから訂正されもとの波形が取り戻せます。ちなみに、もし廃棄してよいCDがあれば針で半径方向にひっかき傷を入れてみてください。ちゃんと再生するばかりでなくLPでは必ず生じるプチノイズは全く聴き取れないはずです


デジタルフイルタ 投稿者:KE 投稿日:2008年 4月14日(月)00時24分15秒

私は知人のオーディオ狂と一緒にアンプの設計などをして楽しんでいます。この知人曰く、”デジタルフイルタは音が悪い”と云っております。訊けばプロ用のデジタル機器のイコライザの事です。アナログ派の彼は、アナログ式のそれに比較して大層、音が悪いと云うのです。

私はその時、デジタルもアナログもフイルタの原理は同じだろうぐらいに思って、左程、異論は発しませんでした。しかし、後日、思い出して少し”研究?”してみる事にしました。まずはモデルを仮定して、電気だけの数値シミュレーションしてみました。

実機のデジタルフイルタはおそらく、群遅延特性から、FIR型とします。段数は適当に変えてシミュレーションします。段数が多い程、特性は急峻になります。目標の特性も任意に決めて、フイルタの係数を計算、モデルが出来ました。

これにまずはトーンバースト波形を入力しました。すると、出力から汚い波形が出、それに続いて信号が続き、最後に又、汚い波形が出ました。つまり、デジタルフイルタは全ての段に信号が存在した時に始めてフイルタとして機能し、過度状態では余計な波形が出ると判りました。

私はこれが知人の云う”デジタルフイルタは音が悪い”なのだろうと思いましたが、一方、如何に何でもこんな原理的に良くないものを、プロ用に用いるだろうかと疑問もあります。

Re デジタルフイルタ 投稿者:志賀 投稿日:2008年 4月14日(月)19時44分12秒
KE さん

シミュレーションは物理でもよく使いますが使い方(適用範囲など)を誤ると変な結論を出すことがありますよ。

そもそも、その汚い波形は実際のデジタルフィルターで観測されているんですか?

そうでなく、シミュレーションでのみ発生するのならそれを元に議論するのは本末転倒ですよ。

ちなみに、この掲示板でも画像の表示を可能にしましたのでもし実測データがあるならUpして下さい。


>私はこれが知人の云う”デジタルフイルタは音が悪い”なのだろうと思いましたが、一方、如何に何でもこんな原理的に良くないものを、プロ用に用いるだろうかと疑問もあります。

デジタルフィルターは位相遅れ(群遅延)なく急峻なフィルタリングが可能なので原理的に優れていると思いますが?

Re: Re デジタルフイルタ 投稿者:ROM 投稿日:2008年 4月14日(月)22時14分8秒   KE さんのおっしゃる

> >これにまずはトーンバースト波形を入力しました。すると、出力から汚い波形が出、それに続いて信号が続き、最後に又、汚い波形が出ました。つまり、デジタルフイルタは全ての段に信号が存在した時に始めてフイルタとして機能し、過度状態では余計な波形が出ると判りました。

は、恐らく対称型FIRフィルタにインパルスを入力した際のプリエコー&ポストエコー相当分を観測されたのではないでしょうか?トーンバースト波形はインパルスではないので「プリエコー&ポストエコー」の呼び名は不適切かも知れませんが…。

もしそうだとすると、原理的に正しい設計のデジタルフィルタですよね〜? デジタルフィルタに限らず、帯域制限されたインパルス波形にはプリエコー&ポストエコーが付いてくるのが、EXEL等の表計算アプリでもそれなりに確認できますよ。 →周波数を連続的に変えながらコサイン波形を重ねていくと、帯域制限されたインパルス波形を近似できます。

Re: Re デジタルフイルタ 投稿者:KE 投稿日:2008年 4月15日(火)00時30分1秒  
ROMさん、志賀さん

> →周波数を連続的に変えながらコサイン波形を重ねていくと、帯域制限されたインパルス波形を近似できます。

これは、意味がよく分かりません。スイープ波形を入力し、それにコサイン波形を重ねる(加算)のでしょうか?

> そもそも、その汚い波形は実際のデジタルフィルターで観測されているんですか?
> ちなみに、この掲示板でも画像の表示を可能にしましたのでもし実測データがあるならUpして下さい。


残念ながら、私は実機を触れる機会がなかったので、実測データは取れませんでした。しかし、シミュレーション波形はUpできます。しかし、計算したCADが古いので、波形をそのまま貼り付ける事が出来ないので、何か方法を工夫しますので、しばらくお待ちください。


> デジタルフィルターは位相遅れ(群遅延)なく急峻なフィルタリングが可能なので原理的に優れていると思いますが?

 私もシミュレーションしながら、そう感じました。希望特性が設定パラメータで自在になります。しかし、ROMさんが指摘するプリエコーがどうしても付随するなら、これは存在しない信号が付加されるという事で、聴感に影響するのかな?と思ったのです。
ーー勿論、これは自分の限られたシミュレーションからだけの私の憶測です。実機のそれは知りません。従ってこれについては、私もこれ以上議論はできません。

プリエコー 投稿者:TS 投稿日:2008年 4月15日(火)02時23分12秒

>ROMさんが指摘するプリエコーがどうしても付随するなら、これは存在しない信号が付加されるという事で、聴感に影響するのかな?と思ったのです。

プリエコーは存在しない信号が付加されるということではなく、フィルタ作用により信号の一部が欠損することで残った部分がそのように見えるだけです。時間領域の形状で信号の質を判断するのは難しいです。だからフーリエ変換で周波数領域に変換するという考えがあるのだと思います。

Re2 デジタルフイルタ 投稿者:志賀 投稿日:2008年 4月15日(火)09時21分37秒  
KE さん

>>→周波数を連続的に変えながらコサイン波形を重ねていくと、帯域制限されたインパルス波形を近似できます。

>これは、意味がよく分かりません。スイープ波形を入力し、それにコサイン波形を重ねる(加算)のでしょうか?


http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/groupdelay.htm

のインパルス信号の項のことでしょう。 高次高調波成分をカットすると時間領域での波形が振動する裾を持つと言うことです。なお、トーンバースト波は、どのように波形を切り取るかによりますが、例えば

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/groupdelay.htm#t-burst

に書いた、ガウス関数で変調した波束なら帯域制限の影響はほとんど受けません。

>残念ながら、私は実機を触れる機会がなかったので、実測データは取れませんでした。しかし、シミュレーション波形はUpできます。しかし、計算したCADが古いので、波形をそのまま貼り付ける事が出来ないので、何か方法を工夫しますので、しばらくお待ちください。

いえ。それには及びません。あくまで実測データがあればと言うことです。シミュレーションによる波形はいわば数学の問題なのであまり議論するつもりはありません。

>・・・勿論、これは自分の限られたシミュレーションからだけの私の憶測です。実機のそれは知りません。従ってこれについては、私もこれ以上議論はできません。

では視点を変えてなぜ多くの人がデジタルの音が悪いと感じるかについての私見を述べましょう。 まずこのページを見て下さい。

http://www38.tok2.com/home/shigaarch/ampblind060520.htm

このテストは学術的に見るとかなりいい加減なテストですが、結果の解釈の(ii)に書いたように、被験者は実際の音とは関係なく、デジタルアンプは音が悪いという先入観をもち実際に悪いと感じていることを示しています。

なぜそのような先入観が生じるかについて、あくまで私の想像ですが、

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/aliasingnois.htm

に書いたようによくデジタルオーディオの説明に使われる図、(CDプレーヤの項の図)

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#Player

を見るといかにも音が悪そうに見えるのが原因ではないかと思っています。