音声編集ソフトの波形画面の縦軸について

質問

手元に「SoundEngineFree」という音声編集ソフト（フリーソフト）があります。画面は波形が示されていますが，この縦軸についてご質問いたします。縦軸は中心の「Inf」から上に-18dB，-12dB，-8.5dB，-6dB，…とあります。同様に，「Inf」から下へ-18dB，
-12dB，-8.5dB，-6dB，…となっています。縦軸はデジベルですから音の強さを表しており，「Inf」を基準とした相対的な数値であると考えます。しかし，「Inf」から上と下の両方の数値が同じというのはどのようなことなのでしょうか。自分が持っているフリーソフトのFFTアナライザーの波形画面では，中心を「０」として上へ10，20，30，40，…であり，「０」より下へ-10，-20，-30，-40，…です。これはよく分かります。しかし，
「SoundEngineFree」の縦軸の数値はどのように読んだらよいのでしょうか。

回答No.2

mtaka2 · ベストアンサー

・dBの表記は、比率を対数で表した物ですので、プラスやマイナスといった符号は表現できません。そのため、絶対値の対数値を表記してますから、上側にも下側にも同じ対数値表記が並びます。
同じ表記ですが、上側はプラス、下側はマイナスと読み取ってください。

・dBの基準は数値0(Inf)ではありません。dBは「何倍か」という倍率を対数をとって表したものですから、0は基準にはできないのです。
　そうではなく、振幅の数値のとれる最大値を基準にしています。そのため、上下の端が0dBになります。

・その間の値は、「最大値」よりも小さいので、dB値で見るとマイナスになります。たとえば、最大値の半分の値は、対数を取ると、20log(0.5)=-6dBになります。0は対数ではそのままでは表現できないというか、-∞dBになります。

お礼

短くて分かりやすい説明をありがとうございました。お世話になりました。

回答No.4

PotatoBeer

他の製品版波形編集ソフト、Sound It!
http://www.ssw.co.jp/products/sit/win/sit50w/index.html
では、縦軸は、+100(%)～0～-100%とパーセント表示になってますね。。

確かにdBで表示でなくてもよい気がしますが、
音響機器で音量表示するのに、10、20、30、40、…という表記は、ボリュームを意味しており、
ボリュームは、ギター等の音源がもっているものなので、音源でない音響機器には使わないのが通常です。

測定器・計測器と、音楽用製品との、発想というか考え方の違いによる表示の差かと。

SoundEngineFree等の、音を取り込む（録音する）製品は、
録音できる最大値を超えない、且つ、なるべく録音できる最大値に近いレベルで録音する。が原則で、録音最大値はとても重要です。
（アナアログ録音はちょっと別ですけど、その辺は割愛しますね。）
小さい音量で録音しても、あとから再生する機器で音量上げればいいんじゃない？と思うかもしれませんが、
その場合、録音された音はダイナミックレンジが狭い（無音と最大音量との差が小さい）為、もとの音の質感を損ないやすい事や
ノイズ成分も大きくなる為に、音楽的には推奨されません。

で、SoundEngineFreeでは、録音できる最大値を「0dB」と表記したのでしょう。
dBについては他者様回答されてますねん。
ちなみに業務用音響機器では、
「入力した音の音量を、上げも下げもしないで出力する　＝　0dB」
というふうになっており、オーディオミキサー等、音源とスピーカーとの中間に接続する機器は全て、
　入力された音量より大きくする場合を、+dB
　入力された音量より小さくする場合を、-dB
で表記して、
　入力された音量を完全に絞る（無音にする）場合を、-∞dB
と表記します。

余談ですが、前述した製品版波形編集ソフト、Sound It!にも
FTPアナライザ表示ありますよ。

他者様回答とダブり失礼！
音響機器の観点からの情報でした。
ご参考まで♪

お礼

たいへん分かりやすく，よく理解できました。ありがとうございました。

回答No.3

noname#65504

お使いの音声編集ソフトはおそらく瞬時値を示しています。

わかりやすく説明するために、ＳＩＮ波を上げて説明します。

ＳＩＮ波は以下のような式で表されます。
Ａ*ＳＩＮ（Ｗｔ＋θ）　Ｗ：角振動数、ｔ：時間、θ：位相
ＳＩＮ（Ｗｔ＋θ）は－１～＋１の範囲の値で変化します。そのため上記の値は－Ａ～＋Ａの間を変動します。Ａを振幅（片振幅）と呼ぶことがあります。

お使いのソフトはＳＩＮ波を入力すれば、ＳＩＮ波の時間的な変化を表示していますので、－Ａ～＋Ａの間で変動した波形を表示します。つまり上下の大きさはＳＩＮ波なら同じになるのは当然ですし、通常複雑な音でもほぼ同じように変動します。

なお、デシベル化するときには、以下のような操作をしているものと思います。
１）ＩＮＦを入力最大値かそれ以上に大きい値に設定している（そのためデシベルの値は常に０以下）
２）音声信号の正負を判断
３）音声信号の絶対値とＩＮＦからデシベル化を行う
４）音声信号が正の時はＩＮＦより上に表示、負の時は下に表示

ちなみにＦＦＴについてですが、ＦＦＴアナライザーは周波数と振幅の関係を示しますので、常にＡ（場合によっては２Ａ：両振幅）を表示します。ＦＦＴの場合は瞬時値ではなく実効値の場合もありまし、デシベル表示の場合と物理量そのままの時もありますが。

お礼

よく分かりました。ありがとうございました。お世話になりました。

回答No.1

dreamnstd

一応「dB」について書いておきます。
「dB」という単位は、ある基準（仮に A とします）に対しての比を「対数」で表した物で、その計算式は
　20 * log( x/A )
です。（ここではxが比較したい量です。）
ちなみにここでの対数は「常用対数（底を10にとった対数）」です。
何で係数が20なのかは、（というか20じゃないときも多々ありますので）ここではあまり重要ではないので触れません。

まず「音」というのは「波」になっていないと意味がありません。
波というのは上下に振れて初めて「波」になる訳で、「振れる事」そのものに意味があります。
よって、波の「強さ」といえば「波の中心を 0 とし、どのくらい激しく震えてるか」を意味します。
つまり、波形の上と下を反転させてもそれは全く同じ音として聞こえるので上下に同じ目盛りがふってあります。

もう一つ、「inf」というのは「infinity」、つまり無限大の事です。
つまりその縦軸は中央が「無限大」になってます。
その波形の縦軸は言うまでも無く「波の触れ幅」ですが、目盛りの数字は「dB」、つまり対数でふってあります。
単位が「dB」である以上、何か基準が必要ですが、その基準はまちまちなのが現状です。
ですが、そのソフトでは「波がクリップした状態」を「 1 」、つまり「 0 dB」と定義しているようです。
（上下の端から大体半分のところに「6dB」か「3dB」と書いてあるはずです。）

先ほど、「波の中心を 0 とし」と言いました。
先ほどの式に「 0 」を代入するとどうなるでしょうか。
常用対数の定義は
　10^m = x　⇔　log(x)=m
（10^m　は「10のm乗」の意味です）
なのですが、10は何乗しても 0 にはなりません。
しかし、 m をどんどん負の方向に大きくしていけば 10^m は 0 にどんどん近くなりますので
log( 0 ) = -infinity
となります。つまり、「音を発していない状態」は「マイナス無限大」になるわけです。
なので、その波形の目盛りの中心には「inf」と書いてあるんです。
マイナスが書いてないのは、省略しているか、中心線に重なって見えづらくなっているかのどちらかでしょう。

お礼

丁寧で分かりやすい説明をありがとうございました。お世話になりました。