MP3、FLAC、およびその他のオーディオ形式の違いは何ですか？

公開: 2022-01-29

デジタルオーディオは非常に長い間使用されてきたので、そこにはたくさんのオーディオフォーマットがあるはずです。ここでは、より一般的なもののいくつか、それらを区別するもの、およびそれらを何に使用するかを示します。

日常のオーディオ形式について説明する前に、基本を理解することが重要です。つまり、PCMを理解する必要があります。その後、圧縮フォーマットに取り組みます。

PCMオーディオ：すべてが始まるところ

パルス符号変調は1937年に作成され、アナログオーディオに最も近いものです。つまり、アナログ波形は一定の間隔で近似されます。 PCMは、サンプルレートとビット深度の2つの特性によって特徴付けられます。サンプルレートは、波形の振幅が取得される頻度（1秒あたりの回数）を測定し、ビット深度は可能なデジタル値を測定します。オーディオフォーマットに関しては、これがほとんどの基盤です。

現実の世界では、真の音は継続的です。デジタルの世界では、そうではありません。どういうわけか、これはビデオよりもオーディオの方が混乱しやすいので、比較のポイントとしてビデオを見てみましょう。私たちが「動き」と解釈したり、「流動的」で絶えず動いていると考えるのは、実際には一連の静止画です。同様に、デジタル形式の音波の振幅は「流動的」ではなく、絶えず変化します。事前に定義された間隔で特定の基準に基づいて変更されます。

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あなたがエンジニア、物理学者、またはオーディオファンでない限り、ここには第二の性質ではないかもしれないことがたくさんあることを私は知っているので、アナロジーでそれをさらに減らしましょう。

開いた蛇口から流れる水があなたの「アナログ」オーディオソースであるとしましょう。音波の振幅と比較できる水の温度。きちんと楽しむために測定が必要な特性です。サンプリングとは、流れる水に指を浸す1秒あたりの回数です。指をその中に浸す頻度が高いほど、温度変化は「継続的」になります。毎秒44,100回流水に指を刺すと、まるでずっとその下に指を置いているようなものですよね？それがサンプリングの背後にある基本的な考え方です。

ビット深度は少し注意が必要です。指を使う代わりに、本当にクラッパー温度計を使ったとしましょう。基本的に、室温以上の場合は「暑い」、それ以下の場合は「寒い」と表示されます。何度水につけても、あまり役立つ情報は得られません。ここで、2つのオプションではなく、温度計に16の可能な値があり、これを使用して水温を測定できるとします。もっと便利ですよね？ビット深度は同じように機能します。値が大きいほど、音の振幅のより動的な変化を正確に表現できます。

前述のように、PCMは、そのバリエーションとともに、デジタルオーディオの基盤です。 PCMは、可能な限り非圧縮の栄光で波形をモデル化しようとします。それは特別で、デジタルシグナルプロセッサに閉じ込められる準備ができており、多かれ少なかれ普遍的に再生可能です。他のほとんどのフォーマットはアルゴリズムを介してオーディオを操作するため、再生中にデコードする必要があります。 PCMオーディオは「ロスレス」と見なされ、非圧縮であるため、ハードドライブの多くのスペースを占有します。

非圧縮の束：WAV、AIFF

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WAVとAIFFはどちらも、PCMに基づくロスレスオーディオコンテナ形式ですが、データストレージに若干の変更が加えられています。 PCMオーディオは、ほとんどの人にとって、WindowsとOS Xのどちらを使用しているかに応じてこれらの形式で提供され、品質を低下させることなく相互に変換できます。これらは両方とも「ロスレス」と見なされ、非圧縮であり、16ビット（「CD品質」）で44.1 kHz（または1秒あたり44100回）でサンプリングされたステレオ（2チャネル）PCMオーディオファイルは、1あたり約10MBになります。分。ミキシングを目的として自宅で録音する場合は、フルクオリティであるため、これを使用します。

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ロスレスフォーマット：FLAC、ALAC、APE

Free Lossless Audio Codec、Apple Lossless Audio Codec、Monkey's Audioはすべて、アルゴリズムを使用してデジタル世界で圧縮されるのとほぼ同じ方法で、オーディオを圧縮する形式です。 zipファイルとFLACファイルの違いは、FLACはオーディオ専用に設計されているため、データを失うことなく圧縮率が向上することです。通常、WAVの約半分のサイズが表示されます。つまり、「CD品質」のステレオオーディオ用のFLACファイルは、1分あたり約5MBで実行されます。

利点は、オーディオ操作を行いたい場合、品質を損なうことなくWAVに戻すことができることです。あなたがオーディオファンでダイナミックレンジのある音楽をたくさん聴くなら、これらのフォーマットはあなたにぴったりです。あなたがスピーカー、缶、またはイヤフォンの素晴らしいセットを持っているならば、これらのフォーマットはそれらを披露するためにトーンを引き出します。

非可逆形式：MP3、AAC、WMA、Vorbis

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日常的に使用する形式のほとんどは「不可逆」です。ファイルサイズの大幅な増加と引き換えに、ある程度のオーディオ品質が犠牲になります。平均的な「CD品質」のMP3は、1分あたり約1MBで動作します。 PCMとの大きな違いはありませんか？これは圧縮と呼ばれますが、可逆形式とは異なり、非可逆形式でストリップすると、実際にはその品質を取り戻すことはできません。非可逆形式が異なれば、データの保存に異なるアルゴリズムが使用されるため、通常、同等の品質を得るためにファイルサイズが異なります。非可逆形式では、ビットレートを使用してオーディオ品質を参照します。これは通常、「192 kbit / s」または「192kbps」のように見えます。数値が大きいほど、より多くのデータが出力されるため、詳細がより多く保存されます。より一般的な形式の詳細を次に示します。

MP3：MPEG 1オーディオレイヤー3、今日最も一般的な不可逆オーディオコーデック。特許問題の山にもかかわらず、それはまだ信じられないほど人気があります。 MP3を持っていないのは誰ですか？
Vorbis：Unreal Tournament 3などのPCゲームでより頻繁に使用される無料のオープンソースの不可逆形式。多くのLinuxユーザーなどのFOSSファンは、この形式をたくさん目にするはずです。
AAC：Advanced Audio Coding、現在MPEG4ビデオで使用されている標準化されたフォーマット。 DRM（AppleのFairPlayなど）との互換性、mp3に対する改善、およびこの形式でコンテンツをストリーミングまたは配信するためにライセンスが不要なため、強力にサポートされています。 AppleファンはおそらくAACにたくさんいるでしょう。
WMA：Windows Media Audio、Microsoftの不可逆オーディオ形式。これは、MP3形式のライセンスの問題を回避するために開発および使用されましたが、大幅な改善とDRMの互換性、およびロスレス実装のため、まだ存在しています。 iTunesがDRMed音楽のチャンピオンになる前はとても人気がありました。

非可逆形式は、聞いて保存するすべてのものに使用するものです。これらは、ハードドライブスペースを節約できるように設計されています。どのフォーマットを選択するかは、使用するデジタルオーディオプレーヤー、使用するスペースの大きさ、高品質のニトピッカーの大きさ、および多数の変数によって異なります。今日では、コンピューターは何でも再生し、ほとんどのオーディオプレーヤー（もちろんAppleを除く）は複数の不可逆形式を実行し、ますます多くのFLACとAPEを実行します。 AppleはMP3、ALAC、AACにこだわっています。

音質は主観的ではありませんか？

絶対にそうです。最終的に、これらのもののほとんどを消費しているのはあなたの耳ですが、それは品質を真剣に考える理由です。私が最初にデジタル音楽コレクションを作成し始めたとき、128kビットのMP3とオーディオCDの違いを実際に区別することはできませんでした。私の耳には、目立った違いはありませんでした。しかし、時間が経つにつれて、256キロビットの音がはるかに良くなることに気付き、本当に素晴らしい（そして高価な！）ヘッドフォンのセットを手に入れた後、私はフルタイムでオーディオCDに戻りました！それは音楽のジャンルにも依存します。

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ここにはたくさんの変数があります、皆さん、それについては間違いありません。一部の音楽にはFLACを使用し、残りの音楽には320kbpsのMP3を使用することに決めるまでにしばらく時間がかかりました。私が言いたいのは、自分と自分の音楽に最適なものを試すために実験する必要があるということですが、好みが変わると、知覚、機器、品質の重要性も変わることに注意してください。

そして、音楽だけでなく、ボイストラック、効果音、白と茶色のノイズなどについて話すとき、これらすべてのものはさらにトリッキーになります。そこにはサウンドの全世界があるので、落胆しないでください！何ができるかを学び、自分の意見を聞くことで、この情報を将来のオーディオプロジェクトで活用できます。私がこれまでに得た最高のアドバイスのいくつかをあなたに残しておきます。