abk1's scratched blog 3::AUDIO DIARY

最近はアップコンバートに凝っている。
いろんな条件で比較しないといけないとは思うけど、真面目にやらないまま何となくあれこれ聴いている日々だ。
そんなわけで雑感だ。

どこから書いたものか。
まず、libsamplerateとSoXの比較だけど、全く出来ていない。
というか、もっぱらlibsamplerate系で聴いている。比較する暇がまだないのだ。
Volumioはlibresampleというプラグイン（と言っていいのかな？）でアップサンプリングするんだけど、これはlibsamplerateの派生らしい。piCoreでのメモリ再生でも、もっぱらlibsamplerateを使っているのだけど、やはりメモリの消費の傾向とか挙動が似ている。で、こればっかり使っている状況ということだ。
それで不満がないのでしょうがない。SoXと比較する暇はなかなかとれないし、、、
参考のサイトをメモ。

Free Resampling Software - Digital Audio Resampling Home Page
https://ccrma.stanford.edu/~jos/resample/Free_Resampling_Software.html

雑感だから文脈無視して思いつくまま書く。
前回のエントリー以降、アップコンバートによる音の変化を確かめていた。
Ras pi 2 + Picore7 + mpd + libsamplerateでどうなのか。
音質への言及はないが、下記の記事（2015年12月2日付）にうちでの再生と同様な結果がアップされている。

ラズパイ・オーディオでアップサンプリング！ CD音源を変換して高音質再生 (1/3) - Phile-web
http://www.phileweb.com/review/article/201512/02/1888.html

Raspberry Pi 2での試みについて書かれている。以下引用。

CDから取り込んだロスレス音源（44.1kHz/16bit、ALAC）で試した結果は、表1～3に示すとおり。「Fastest Sinc Interpolator」ではインターポレーション（サンプリング周波数を整数倍するときの補間処理）を速度優先で行うため、もっとも情報量が多くなる384kHz/32bitでも余裕で再生できた。 速度／精度のバランスが考慮された「Medium Sinc Interpolator」では、組み合わせによって明暗が分かれた。96kHz/24bitおよび96kHz/32bitはスムーズに再生できたが、192kHz/24bit以上の情報量では音が途切れがちとなってしまう。（中略） 精度を最優先する「Best Sinc Interpolator」では、アップサンプリング処理はほぼ困難だ。

こちらでも同様の結果。
Ras pi2でBest Sinc Interpolatorは無理。Medium Sinc Interpolatorは微妙。Fastest Sinc Interpolatorは安定して動作する。
Ras pi B+でVolumio1.55の場合はFastestなら192/24で問題なく動作する。MediumはPi2よりもっと微妙で実用にする意味が見つけにくいレベルかな。

面白いのは、サンプリング周波数と量子化ビット数の影響よりもlibsamplerateの設定の方が影響が大きいということ。
Pi2の場合だと、Bestは無理、Mediumは微妙、Fastestは安定だ。
Mediumの設定の時に、サンプリング周波数と量子化ビット数を調節してシステムを安定化させようとしても、なんだかあんまり関係無さそうなのだ。というのは、192/16では音切れがおきるけど、176.4/16だと大丈夫だね、と思って聴いていたら2、3日後に途切れるようになったり。
考えてみたら、libsamplerateでもっとも大きな負担になるのはDAD変換シミュレート自体だと思う（他の負担が少ないアップサンプリングの方法で、そこまでしてるのってあんまりなさそうな感じなのだ）。サンプリング周波数と量子化ビット数がどうかっていうのは多少は影響するものの、シミュレート精度に比べたら影響が少ないんだろうと思う。

さて、問題は音だ。
アップサンプリングについてツイッターでつぶやいていたら「アップサンプリングすると音の輪郭が人工的ににじむような気がします」というレスをいただいた。アップサンプリングされた音について、にじんで聞こえる、音色が変るという話は他でも読んだことがある（どこでか忘れたけど）。

実は、うちでもにじむような音が出ていた。
最初にpiCoreでアップサンプリングを試みて、音質は今までで最高と書いたときの音がまさにそうだったのだ。
これは、なんといえばいいんだろう、、、
ギラギラまばゆいような音で、後光が射してるとでも言えばいいのか、、、はっきり言って、何かがおかしい。それなのに情報量は増えて今迄聴こえなかった音が聴こえる感じなのだ。正直戸惑い、最高とは書いてみたものの、次のエントリーでは「ここまでいいのは怪しいんじゃないか、という気持ちにすらなる」と書かざるをえなかった。何しろ、鬼気迫る怪しい音なのだ。刀を構えた眼光凛々の剣豪に対峙してる感じ。「ああ、、そうですね、あなたホントに凄いよ（汗」と言わないとまずいんじゃないかという感じ。

しかし、それは長く続かなかった。
しばらくしてうちのPi2は電力不足で落ちたのである。鬼気迫るような怪しい音は、やっぱりあぶない音だったのだ。
電源を強化して後の音は、だいぶ落ち着いた。でも、なんとなく後光を背負った感じは残っている。一度落ちたからそう思うのかどうか知らないが、なんだか危なっかしい感触なのだ。176.4/16で当初は安定してると思っていたが、音切れを生じるようになったという経過は前述の通り。
MediumからFastestに変えたら後光はなくなった。
192/24での再生音の情報量はアップサンプリングなしの44.1/16よりも確実に多い。落ち着いていてシャープでより深く見通せる音だ。

どうも、ギリギリの条件でアップサンプリングしていると音がぎらつくような気がする。
電力の不足だったり、スペックの限界だったり、どういう影響なのか分からないが、何しろ音色が変わるのだ。派手なのでそっちのほうがいいという人もいるかもしれない感じだけど、そういう感じなので僕はほどほどにしたほうがいいと思う。
デジタル音楽再生ではシステムに余力があるほうがいい気がする。そのほうが安定して鳴るからだ。

そんなわけで現在、うちではRas pi2 / piCore7 / hifiberry Digi+が２台と、Ras pi B+ / volumio1.55 / RBD-02+が１台で運用中。
piCoreはメモリ再生用。volumioはNAS、ネットラジオでホームユースのBGM用。
どちらもアップコンバートなしには戻れなくなっている。

以下の記事（2016年7月11日付）では、DACチップについて問題提起している。

【藤本健のDigital Audio Laboratory】「アップサンプリング」で音は良くなる? 変わらない? 独自手法を提案する技術者に聞く - AV Watch
http://av.watch.impress.co.jp/docs/series/dal/1009623.html

DACがブラックボックスでアップサンプリング精度が疑問というのは、僕が感じていたことそのもので、とても興味深く読ませていただいた。しかしここには、ぼくが感じているもう一つの疑念には触れていない。
それは「そもそもDACチップってサンプリング定理を再生音に忠実に反映させるだけのスペックを持ってるの？」ということだ。

44.1/16では得られない情報が、同じデータを192/24にアップサンプリングした音だと得られている。
僕はずっと、ジッターの問題でデジタル再生音の違いが生じると思っていた。
しかし今、鳴っている音を前にして考えてみたら、デジタルトラポはRaspberry piとi2sボードで変わっていない。アップコンバートには負担が伴う。つまりジッターの条件は192/24のほうがよほど不利だ。

44.1/16のデータと192/24のデータは、サンプリング定理どおりの変換ならほぼ同じ波形が得られるはずのデータだ（アップコンバートに際して高域にわずかに減衰を生じるらしいが実質的には無視できると思う）。そもそも現在、アップサンプリングによる音質の改善については懐疑的な意見の方が主流だと思う。得られるアナログ波形は同じはずだからだ。
しかし現実に、うちの再生音には明らかな情報量の違いがある。

理由は、DACによる44.1/16の再生は不十分で192/24の再生はより十分に近づく、としか言えない。
得られるアナログ波形が違うのだ。
そもそもDACチップ内でアップサンプリングしなければ十分な再生ができないということは、44.1/16ではサンプリング定理に沿った再生ができないと現に認めてるということではないのか。

こんなことを考えながら普段から聴いてるわけではなくて、書き始めたらこんな所に流れ着いた。
音楽を鳴らしてる時はむしろ考えていない。
考えを整理しようとしていたら、なんということを書いてるんだろう、ということになった。
このあたりでやめておく。