オーディオフォーマットの説明と評価

MP3フォーマットは、今やほぼ20年の歴史があります。

個人用コンピュータと技術の劇的な改善、そしてオーディオ圧縮分野の急速な進歩は、小さなファイルサイズで完璧なオーディオ圧縮に向かっています。

圧縮ファイルフォーマットの終わりなき探求は、元の非圧縮オーディオファイルとほぼ同じ音質を持つものを目指しています。非圧縮CDオーディオは、1分あたり約10MBのスペースを占めるため、保存するためにはファイルを圧縮する必要があります。

完璧に近い圧縮を達成するために、損失のあるまたは損失のない数学的手法が使用され、人間の耳の働きと心理音響的反応を（モデル化）表現します。音楽が「良い」と感じるかどうかの最終的な判断者です。

オーディオ圧縮には、以下の2つがあります：

1. 損失のない圧縮は、元の非圧縮オーディオ（波形）ファイルの完璧なコピーを作成します。ファイルを非圧縮すると、データはそのまま保持され、Zipファイル圧縮に似ています。

2. 一方、損失のある圧縮は、一部のデータを歪め、ファイルが情報を失う原因となります。

人間の聴覚の周波数範囲は、約20Hzから20,000Hzの間です。人間の聴覚のダイナミックレンジは約120デシベルです。90dBを超える信号は、永久的な聴覚障害を引き起こす可能性があります。オーディオファイルの圧縮は、人間の聴覚の閾値の上と下にある純粋な非圧縮オーディオファイルの聞こえない部分を取り除くことによって達成されます。

通常、各コーデックは、純粋な音声ファイルのサイズを縮小するために、複雑で独自の数学的アルゴリズムを使用し、品質の最小限の損失を伴います。したがって、受け入れ可能な品質の低下と小さなファイルサイズとの間に理想的なバランスが形成されます。

多くのフォーマットが、より小さなファイルサイズで高忠実度のオーディオを提供するMP3の約束を改善しようとしました。いくつかは開発者が標準を放棄したために絶滅しましたが、数少ない厳選されたフォーマットが生き残り、それぞれがより少ないデータでより多くを保存するための独自のアルゴリズムを使用しています。

MP3がカルト的な地位を獲得した主な理由は、音楽業界が海賊版MP3業界を地下に追いやる前に、MP3ファイルが簡単に入手できたことと、MP3再生ソフトウェアが簡単かつ無料で入手できたことです。

MP3の後を引き継ぐためには、これらの2つの要素が豊富に必要であり、さらにいくつかの要素も必要です。MP3革命を民主化した開発者コミュニティの注目を集める必要があります。彼らはシェアウェアや無料のMP3プレーヤーを作成し、オンラインでのMP3のアーカイブやピアツーピアファイル交換サービスを提供しました。

MP3のバトンを受け取る準備が整った4つのフォーマットがあります。確かに、まだ人気の波に乗っていませんが、支配的なフォーマットとして浮上する可能性があります。

MP3PRO

独自のMP3PRO標準は、2001年にThomson Multimediaによって開発され、Fraunhofer Instituteと特許権を共有しています。

MP3標準に似ているように見えますが、SBR（スペクトルバンド複製）と呼ばれる技術を使用することで改善されています。基本的に、SBRは通常のMP3エンコーディング中に失われる高周波成分、つまりPRO成分を再現します。

低ビットレートのMP3ファイルとSBRデータを組み合わせることで、フルバンド幅のオーディオファイルが得られ、フルベースと正確なトレブルが実現します。SBRを使用することで、MP3PROは128KbpsでエンコードされたMP3ファイルの品質を64Kbpsのエンコーディング品質で再現でき、通常のMP3の半分のサイズのファイルが得られます。

MP3ファイルに通常のデータ（読み取りMP3）ストリームとは別に書き込まれる追加の情報がSBRです。互換性のあるMP3PROデコーダーを通じて読み取ると、デコーダーは高周波数がどのように聞こえるかを推測し、それをMP3ファイルにリアルタイムで追加することができます。これは、MP3の損失圧縮の影響を受ける高周波数を改善する効果的な方法です。これにより、エンコーダーは曲のより重要な部分にビットを割り当てることができます。

このフォーマットは後方互換性があるため、MP3PROデコーダーを持たないポータブルプレーヤーでも、PROコンポーネントを無視することでMP3PROファイルを再生できます。これにより、MP3PROの品質は元のエンコーディングレートに低下し、この段階ではMP3に直接比例します。デコーダー側のソフトウェアサポートは無料で利用可能です。Winampはプラグインを導入しており、最近の他のジュークボックスプレーヤーのバージョンにもサポートが含まれています。

残念ながら、エンコーディングの面では、ThomsonはMP3PROオーディオプレーヤーというデモ版を持っており、最大64Kbpsのエンコーディング品質しか許可されていません。したがって、80Kbpsまたは96Kbpsでファイルをエンコードするには、MP3PROコーデックが付属するソフトウェアを購入する必要があります。たとえば、Nero Burning ROMに付属するデモプラグインは、モノで24Kbpsからステレオで96Kbpsまでの30の操作を許可します。

MP3PROは、ストリーミングオーディオ、ウェブキャスティング、インターネットラジオを含むアプリケーションを対象としています。デスクトップユーザーにとって、このフォーマットはファイルサイズがオーディオ品質と同じくらい重要である場合にのみ適しています。128KbpsのMP3の品質を楽しむ場合は、デスクトップ/ポータブルのスペースを節約するためにMP3PROに移行することを検討してください。

ただし、192kHz以上でエンコードされた通常のMP3ファイルは、MP3PROの最大エンコーディング品質である96kHzよりも優れた音質を持っています。

既存のmp3を他のフォーマット（MP3PROを含む）に変換（トランスコーディング）することは避けてください。期待される優れた音質の代わりに、さらに品質が低下します。代わりに、オーディオCDから再リッピングし、選択したフォーマットにエンコードして、クリアで高忠実度のオーディオを取得してください。より良い圧縮品質のためにVBRを試してみてください。

ウェブサイト: www.MP3PROzone.com
評価: ファイルサイズ: オーディオ品質:

Windows Media Audio

MP3の次に特許が多く、独自のフォーマットであるWindows Media Audio（WMA）は、MP3標準に対抗する近いライバルです。Windowsユーザー専用に作られたこのフォーマットは、最近のWMA 9コーデックのリリースでさらに良くなりました。WMA 9は、非常に印象的な24ビット/96kHzのサンプリングレートでオーディオフィードをキャプチャできます。ステレオ、5.1、または7.1チャンネルのサラウンドサウンドで音楽を録音できます（ハードウェアが必要です）。以前のバージョンとは異なり、WMA 9には損失のないコーデックもあり、古いステレオアレンジでも同じように良い音がします。WMA 9は、ビットレートがわずか48Kbpsでエンコードされている場合、128KbpsでエンコードされたMP3と同じくらい良い音がすると広く信じられています。96KbpsでエンコードされたWMAは、192kHz以上でエンコードされたMP3でのみ達成可能な音の忠実度と明瞭さを持っています。

WMAはVBRエンコーディングをサポートしており、最小のファイルサイズ内で最大の品質を圧縮するのに理想的です。もちろん、注意点があります。MicrosoftのDRM（デジタル著作権管理）への継続的なサポートにより、著作権のあるWMAの配布は厳しく制限されています。ライセンス付きファイルはライセンスキーで暗号化されており、ファイルの複数のコピーを保存または再生することを制限します。

Microsoftは、コンピュータ間でのライセンスの移転を追跡します。

WMA 9のハードウェアおよびソフトウェアサポートは、MP3標準と同様に優れています。このフォーマットは後方互換性があり、デコーダーサポートは古いWinamp WMAコーデックの形で提供されます。エンコーディングに関しては、新しいWMA 9システムコーデックとエンコーディングソフトウェアが必要です。または、Windows Media Player 9をインストールする必要があります。

Microsoftの支援（時には音響研究を読む）により、WMA 9はデジタル音楽分野で支配的なフォーマットになる道を進んでいます。このフォーマットは、オンラインで音楽を安全に配布したいアーティストから、CDを大量にエンコードする必要がある家庭ユーザーまで、多様なユーザーに適した機能を備えています。

ウェブサイト: www.microsoft.com/windows/windowsmedia
評価: ファイルサイズ: オーディオ品質:

Ogg Vorbis

これは、すべての独自の特許フォーマットを置き換えることを目指す完全にオープンで無料のオーディオフォーマットです。Fraunhofer InstituteがMP3標準の特許に対して厳しくなった後、すぐに大きな人気を得て、広範な開発者のサポートを享受しています。実際、Ogg Vorbisの開発者たちは、Fraunhofer Instituteに対してライセンス料を徴収する決定に喜びを表明する公開書簡を投稿しました。

Ogg Vorbisは、MP3と似た技術で音楽を圧縮する損失のあるコーデックです。VBRをサポートしており、少ないスペースで高い忠実度を実現するために曲を調整できます。エンコーディング品質の制限は指定されておらず、エンコーダーはステレオで驚異的な16Kbpsから500Kbps、モノモードで32Kbpsから256Kbpsをサポートできます。ここでは、品質はキロビット毎秒で測定されず、代わりに任意の10段階スケールが使用されます。品質レベル0は64Kbpsに相当し、レベル5は約160Kbps、レベル10は約400Kbpsです。レベル3と4では、オーディオCDに近い品質が達成され、音質とファイルサイズが優れた調整が行われます。

多くのプレーヤーがしばらくの間、プラグインを通じてOgg Vorbisをサポートしています。たとえば、WinampはOgg Vorbisをネイティブにサポートしています。エンコーディングの面では、dBpowerAMPなどのソフトウェアが、既存のオーディオファイルを数回のマウスクリックでOgg Vorbisに変換します。ソフトウェアサポートは、オーディオ品質とファイルサイズの適切な組み合わせを提供するフォーマットとしてOgg Vorbisを見ているユーザーが増えるにつれて、今後大幅に増加することが期待されています。

音楽業界は急速に方向転換していますが、Ogg VorbisはMP3と同様に、WMAとは異なり、海賊行為に対する保護策がありません。ハードウェアサポートも不足しており、フォーマットをサポートするプレーヤーはわずかです。IomegaとRioは、消費者の需要が十分に強ければ、Ogg Vorbisを自社のプレーヤーと互換性を持たせる準備が整っています。

Ogg VorbisはMP3フォーマットの潜在的なライバルであり、アルゴリズムの重要な調整と微調整を可能にする柔軟性のおかげで、今後も改善され続けるでしょう。すべてが無料で、著作権や特許はありません。