MP3エンコーダのLPFについて

質問

FMチューナからAD変換してWAVで録音するとMPXの１９KHｚ？のMPX信号がはっきりと録音されているのがRMEのDIGICheckというスペアナのようなソフトで確認するのですが、MP3のビットレート128bpsでエンコードするときれいに19KHz？のMPX信号が消えるのが確認できます。　これはMP3エンコーダでのLPFでの仕様だと思いますが、どんな仕様なのでしょうか。
エンコーダはAudacityのデフォルトのまま使用しています。

回答No.2

John_Papa · ベストアンサー

こんにちは。

AudacityデフォルトのMP3エンコーダーは、LAMEでしたね。
投稿しようと思いましたが、先輩回答者と重複する部分は削りました。

wikipediaに『MP3 では比較的低ビットレートでのエンコード時に16kHz付近で LPF を掛けるエンコーダが多い。』と記載されていますので、非公開の規格書で厳格に規定されているものでは無い様です。
ビットレートが決まっている中で圧縮率と音質のバランスという天秤は、エンコードアプリケーションに委ねられているということですね。エンコーダーによって音質が変わることになります。
参考に、MP3の特性をユーザーサイドで、分析しているサイトをリンクしておきます。
http://av.watch.impress.co.jp/docs/series/dal/20120423_528570.html
http://homepage2.nifty.com/katsuaki/awg_0055/
特に前者を見ると、他の帯域も16KHz以上と同程度にカットされているのが解ります。

回答としては以上です。が、
FM放送の方でも、NHK FMには不可思議なバンドフィルターが掛けられているようです。
http://starfleet-diary.cocolog-nifty.com/blog/2010/06/fm-ee23.html
（なにか、久々に周波数軸リニア表示のグラフを見ました）
FMだけではなくNHK AMでも同様に帯域上限で同様のフィルターが掛けられているそうです。
この話は、調べなおしていて見つけたのですが、質問に無い蛇足でした。

回答No.3

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

すでに大先輩方が書き込まれていて恐縮なのですが、、、、

さて、Audacityというソフトは、私も時々利用してますが、残念ながらmp３への変換には利用していません。

エンコード自体は、やはりフリーソフトを組み込んだだけのもので、Audacityで内部の細かな状況変更は出来にくいと思います。

エンコードソフトに依って、ハイカットを圧縮後のビットレートに依って何段階かに分けています。
ただ、細かく分けている、大まかにざっくりと切り替える、等が有るようです。

あくまで、デジタルデータの演算（計算）により実現していますので、エンコードソフトの造り方で、かなり自由度が有る訳です。

mp３やaacなど、出来上がりデータ量を決めて圧縮するため、広い帯域のまま高圧縮させると、人間が最も敏感に感じ取ってしまう中音域の音質変化が大きく成ってしまうので、大きな音色の変化に影響しにくい、高域側をカットしてから分析、というのが通常手段です。

近年の状況は確認していませんが、１０年くらい前には、iTunesで圧縮すると、他のソフトよりも高域が早い段階からカットされている、とういう報告がありました。（Windows版のiTunesが出て間もない頃の話。）

考え方次第なのですが、高域成分を広げて、でも結果的には同じビットレート、ってことは、中低域のクオリティーは？？　
という、見方もできますね。

完全に余談ですが、
『MP3のビットレート128bpsでエンコードすると』
bpsって、１秒間のビット数なので、１秒に１２８ビットでは音声信号として成立しませんねぇ。
kbps、１秒に１２８０００ビットですよね(^o^)

ちなにみ、CD音源の場合、４４．１kHz/16Bit、ステレオなので、４４．１×16×２＝1411.2kbpsとなります。
最近のAD変換ではハイレゾ仕様もおおくなってますので、９６kHz/24Bitで計算しますと、９６×24×２＝４６０８kbps

１秒間に扱えるデータ量を非常に小さくしながらも、音質劣化に気付かれにくいようにいろいろ工夫されたmp３って、すごいですよね♪

なお、１９５０年代の音源をヴィンテージオーディオ機器で楽しむ場合は、100Hzから８０００Hz,欲張って８０Hzから１２０００Hzまでを高度に再現出来れば、音楽的に大きな感動が得られると言われます。

蓄音機の範囲になりますと、針先が擦れる音を嫌って、高域側は６０００Hzから８０００Hzくらいまでに、などとも言われます。

人の言葉を確認するには、８００Hzから４０００Hzでも充分、というのが通信分野で言われるそうですよ。

余談と言うより、もはや雑談でしたね、失礼致しましたぁ～～（汗）

回答No.1

HAL2（@HALTWO）

MP3 は 16kHz で HF (LPF) を掛けるものが殆どです。……正確には HF/LPF を掛けているのではなく「Re-Sampling しない」なのですが……

http://ja.wikipedia.org/wiki/MP3

Analog FM Tuner は FM 放送の 19kHz の MPX 信号を除去するために 15kHz 以上を Cut する LPF を通すようになっており、Analog 回路よりも急激な Slope で Cut できる Digital 伝送方式である MP3 は圧縮過程の帯域分割を利用して 16,384Hz 以上を Cut しています。……つまり帯域分割演算を行う際に 16kHz 以上 の Data を間引いているわけですね。

FM 放送は 15kHz 以上を LPF で Cut することを前提にした Source となっていますので 15kHz 以上の音楽信号は存在しません。

そのため FM 放送を AD 変換して 22.05kHz まで Sampling する WMV で録音すると FM Tuner の Analog LPF から僅かに漏れ出す (Analog LPF では完全な Cut はできませんので) MPX 信号が記録されてしまうのが判るわけです。……尤も耳に聞こえるような Level ではないのですが……。

素敵な Audio Life を(^_^)/

お礼

ご回答ありがとうございます。　１６KHｚですか、でも再生機器によってはかえって良いかもしれませんね。