コラム 音楽メディアとフォーマット・DSD Part5

　Grimm Audio社がDSD Myth White Paper（DSD神話）という題名のホワイトペーパーを2014年末に発表しています。彼らはDSD128/258フォーマットの盛り上がりの中に混乱があるとして、背景にはAD/DA変換への知識欠如があり、ホワイトペーパーを記すに至ったとしています。

　Grimm Audio社は純粋なディスクリート1bit ADコンバータを製品化している稀有な企業だと言われています。ホワイトペーパーの内容は2014年末当時のものですが、現下のDSDマーケットの現状の問題点を明示的に指摘し、フォーマット論争について示唆に富む内容を含んでいます。あるいは、これまでに引用してきたフォーマット論の幾つかの内容と重なります。

　尚、引用先の本文中にはPCM及びDSDのAD-DAフローチャートや図解がわかりやすく示されています。

　DSDはベストなフォーマットなのか？

　「DSDが注目されています。確かにコンセプトは魅力的で、高サンプリングのシンプルな1bitはアナログに近い信号を生成します。ではDSDはベストなフォーマットなのでしょうか？答えはイエスでありノーでもあります。残念ながら簡単には答えられません。」

　「フォーマットを論じるだけでは全体の問題が見えてきません。本当の1bit AD-DAコンバータを使ったDSDは素晴らしいですが、多くのSACDプレーヤー、DoP DACは1bitDACチップを使用せず、SACDレコーディングやDSDダウンロードの大部分がピュアではありません。ネイティブDSDと謳いながら5bitでADコンバートし、24bitで編集し、最後に1bitでDSDマスタリングをしています。この変換プロセス自体がロスレスではないし、PCMで良い録音をしたならば、欠陥のあるDSDよりPCMの方がいいです。」

　PCMからDSDへ移行する経緯

「デジタル音楽はPCM（Pulse Code Modulation）を基礎としており、ビット数はノイズフロアを決定し、ビット数が上がる毎に（ノイズフロアは）おおよそ6dBずつ少なくなります。適切なディザリングは切り捨て歪みを回避できます。」

　「1983年 フィリップスが14bitオーバーサンプリングCDプレーヤーを開発し、ノイズフロアを20kHz以上の可聴帯域外にシフトする技術は、より少ないビット数で高サンプリングすることに使われることになりました。」

　「1990年代は1bit/2.8MHzのAD-DAコンバーターがスタンダードでしたが、CDフォーマットは44.1kHzで残っており、ADコンバーターにおいて”間引き回路”はCDマスターとして記録するための16bit/44.1kHz信号を1bit信号へ変換するために利用されました。そして再びアナログ変換前に1bit/2.8MHzはオーバーサンプリングと変調を通じて44.1kHzのCDで再生されることになります。上記において、デジタル（brickwall）フィルターはADの”間引き”とDAの”変調”の両方において不可欠なものでした。」

　「同じ時期にCDの44.1kHzよりも高サンプリングレートが高音質かどうか、またデジタルフィルターを設けることの可聴帯域への影響が議論されていました。ソニーミュージックのアーカイブ部門は、アナログテープのデジタル化への将来性の議論を必要とし、1995年には単にAD変換から直接1bit信号へ記憶させることで十分だとの結論に達しました。実装は容易で、機器内部で1bit/2.8MHzのクリスタルADチップを稼働し、持ち合わせのテストピンで1bit信号を出力する。この単純な録音/再生チェーンは完全にADの間引きとDAの変調の必要性を回避しました。」

　「ソニー・コンシューマーエレクトロニクスは、CDの後継としてすぐにこの新しいアイデアを採用します。1bitデータストリームは"Direct Stream Digital”と称されます。ソニーはステレオだけでなくサラウンドにおいてもDSDを使用する新しい13cmディスク、SACD開発のためフィリップスと協力しました。しかし幾つかの問題が潜在化します。市場のADチップ技術はすでにより高い128fsサンプリングに発展し、1bitより質の高い、例えば1.5 or 5bitに到達していました。これらの信号をDSDヘ変換するために、オリジナルの1bit信号チェーンを台無しにする余分なデジタルプロセスを要求しました。ステレオとサラウンドで64fsの容量のSACDを超える、より質の高いサンプリングレートをフィリップスとソニーは選択することができませんでした。しかしたとえそれが可能だったとしても、ADチップのメーカーが種々のソリューションを考え出すと、それらのフォーマットを選んだことでしょう。」（64fsは44.1x64=2.8MHz=DSD64）

　Grimm Audio社の対応は？

「真の1bit ADコンバータをDSD市場へ供給するために、Grimm Audioは2004年、AD1を開発しました。ディスクリート部品と連続時間変調機を搭載したAD1は、限界64fsのパフォーマンスを最大化します。また他の全てのADコンバータよりかなり低歪みのベンチマークです。」

　DSDの編集について

「DSDの当初の目的であるアーカイブ化は、アナログテープのデジタル化としてデジタルプロセスを必要としないことに全く支障はありませんでした。しかしSACDの導入で、スタジオにおいてポップスと同様にクラシック音楽においてもデジタル編集がスタンダードになりました。1bitデータ再生のどの過程においても（ラウドネスのわずかな調整でさえも）取り消しのきかない方法でマルチビットデータが生成されます。」

　「理想の（により近い）ピュアDSDマスターの唯一の生成方法は、クロスフェード編集するほんの一部を別テイクから分離し、マルチビットに変換し、クロスフェードを適用し、DSDヘ再変換し、オリジナルデータに再度挿入することです。一部の編集システムは、この機能を提供するように開発されていますが、我々の知る限りではChannel Classicsが真の1bitADコンバータとしての組み合わせで、このアプローチを常に使用している唯一のものです。このルートを使用しないということは、ピュアDSDマスターを得るためには、編集しないことが可能であることを意味するでしょう。おそらくアナログテープのリマスター以外に考えられません。」

　「実用的な方法はPCMで録音し、デジタルで編集し、それからDSDヘ変換することで、これはSACDの大半で採用されています。これはDSDを経由する代わりにAD出力を直接PCMへ変換することを意味し、少なくともDSDの1ステップを回避することになります。」

　「この（DSD編集）ルートでベストなサンプリングレートは何でしょうか？ということです。フィリップスは24bit/8fs(後にDXDと称される)を選択し、我々は4fsが良いという理由があります。おそらく2fsでさえも同様に透明感があります。しかし間引きのパラメーターの選択が極めて重要で、最終的に分かつものです。より良いメーカがより低いサンプルレートを使うものです！」

　「問題はすでに1997年にはSACDプレーヤーに使われていたDAコンバータが内部で1.5bit以上で稼働していたということです。内部ではディスクから1bitデータストリームはオンボードのDAコンバータより手前でより適切に高ビットへ変換しなければなりませんでした。テープに直接rawをADで記録することは素晴らしいアイデアですが、このフォーマットは滅多に逆のプロセスが一致しませんし、実際には役に立たずセンスを欠いています。」

　レコーディングについて2つの最良の選択

「すでにSACDの導入時には”ほとんどアナログであり、自然なデータパス”というDSDの概念は現実のものではなくマーケティングの話になっていました。現実のデータパスは全く”direct stream”ではありません。これがもし高音質化のための必然の結果では無いならば、そんなに深刻ではありません。しかし1.5 or 5 or 24bitから1bitへの変換はロスレスなプロセスではありません。悲しいかな、1bit変調は避けられないアイドルトーンとオーディオ帯域に膨大なノイズに悩まされています。」

　「それでは高音質化のために現実の実践方法は何なんでしょう？出発点は理論が実践においてどう対応するかチェックすべきです。我々は実験において1bit/64fsのAD-DA変換がすごく透明感があると示しています。1bit/64fsはすでに最大限のオーディオ品質を可能にしています。だからより高いサンプリングレートは不要で、もはや必要とされていません。SACDフォーマットが透明感があるといういいニュースです。しかしレコーディング、編集、ミキシングは必要です。透明感を維持させたい場合、レコーディングのプロはどうするのか？２つの良い選択があります。」

　「1: アナログ卓で全てミキシングし、64fsのネイティブDSD変換でデジタルに記録します。（Grimm Audio AD1）

　音声のどのレベルもプロパティも変えないで下さい。例外としてクロスフェードは必要ですが、触らない音声を残す特別なソフトウェアを使います。（上記参照）最終的に99%がピュアDSDです。ほとんど誰もやっていませんがChannel Classicsだけが唯一の業者かもしれません。我々は彼らを賞賛し、末永く64fsでの美しいレコーディングを続けるために奨励すべきです。そして信じるにせよ信じないにせよ、もしそれらのレコーディングを128fsで変換したのならば、オーディオ品質は劣化するでしょう。」


　「2: 24bit 2fs、4fs、8fsのいずれかのフォーマットでPCに任意のADコンバータでレコーディングします。

　PCでは編集、ミキシングなど必要なことをして下さい。最後にネイティブの24bit 2fs 4fs 8fsでリリースして下さい。1bit 128fs or 256fsに変換することはセカンドベストです。1bit 64fsへの変換はサードベストです。サードベストとは16bit/44.1kHzより帯域幅とノイズレベルが良いということです。そして64fsはSACDが続く限り必要ということです。」

　DSDの特性について

「1点追加します。様々なリスニングテストはDSDファイルのサウンドの”差異”を示します。もし24bit/192kHzを64fsDSDへ変換し両方のファイルを同じコンバータで再生したならば、DSDファイルを好む人もいます。２つの視点は２つのファイルの技術的な特徴の差異でもあります。」

　「先ずはじめに（PCMを）DSDへ変換した後、この信号品質は避けられないロスを生じています。しかしリスニングの観点において、結果として”ダメージ”はおそらく聴覚閾値を下回るか言い回しによります。」

　「次に、DSDファイルは20-100kHzにたくさんのノイズがあります。（正確な量は使用するDACに依存）fig6はAD1による-60dBトーンのスペクトラを示しています。このノイズは人間の聴覚では聞き取れませんが、副次的な効果を生じます。すなわちノイズの存在はコンバータの設計においてジッターとして影響を与えます。高周波ノイズはコンデンサ、ケーブルおよび電気接点の動作に変更を与える可能性があることを示唆しています。」

　「我々は独自に調査していませんが、比較的簡単にできるリスニングテストがあります。無音のDSDから採取した高周波ノイズを24/192へ付加する。もし高周波ノイズに意味があるのならば、オリジナルの24/192より音質が良ければなりません。」

　DOPにも対応した理由

「24bit/192kHzファイルがDSDファイルより良い選択としながら、なぜ我々はLS1にUSBでDoP DSDフォーマットに対応したのか？答えは簡単です。近年、音楽コンテンツに２つの重要なフォーマットが存在します。16bit/44.1kHzのCDと64fsDSDのSACDです。多くの素晴らしい音楽はこれらのフォーマットでリリースされ、近頃SACDマスターがオンライン・ダウンロードで入手できるようになりました。我々は顧客に音楽を楽しんでもらいたい。だからどの品質のフォーマットもサポートするのです。」

　「我々の見解は、音楽はフォーマットを超えています。その逆はありません。」

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　先ず、DSD機器の製造メーカーが「DSD神話」と題してDSDを取り巻く誤解に対してデジタルフォーマットの歴史を紐解きながら修正を加え解説してくこと自体に共感を覚えていました。彼らの主張の、とりわけDSDの誇大広告に対しての批判的な文章は至極、的を得ています。

　巷のDSDにまつわるセールストークは、DAC内部で1bitAD/DAを使っているのだからPCM変換は余分なプロセスであり、ネイティブにDSDを使うべきだというものですが、実はデジタル音楽はPCMのマルチビットDACに始まり、コスト上の制約から1bitプロセスを導入したという真意が語られています。

　また、劣化していくアナログ・マスターテープをデジタル・アーカイブ化するスキームとしてのDSDフォーマット（1bit/64fs=2.8MHz）の開発がネイティブDSDそのもののフローでもあったにも関わらず、皮肉にもSACDの編集作業にマルチビットを使い、またはPCMフォーマットを最終的にSACD化するなどの辻褄が合わないような行動矛盾もわかりました。

　1bitDSD編集が困難であることを前提に、最小限のマルチビット変換プロセスを含めたフローをピュア（ネイティブ）DSDと称する、このGrimm Audio社の定義付けの姿勢は素直に首尾一貫性があると感じました。他方、DSD編集プロセスの情報を積極的に開示してこなかった、今尚そういう傾向にあるDSDマーケットは今後、何か得るものがあるでしょうか？

　あるいはCDとSACDを比較し後者の方が音が良しとする宣伝をこれまで散々見てきましたが、そもそもレンジもS/NもCDよりスペックで超えているSACDを、PCMとDSDとの比較優位性の根拠に用いることはフェアではありません。これら様々な間違った情報がDSDへの誤解を生じさせていることを、該当のホワイトペーパーのリリースから１年余を経てもなお、オーディオマーケットが看過し続けているのはなぜでしょうか？

　良質なハードウェアを構成し、手間をかけてソフトウェアを使えば1bit/64fsで十分高音質であり、DSD128/256等のハイスペックは不要だとするディスクリート1bit ADコンバータメーカーの主張は、現下のDSDマーケットへのアンチテーゼとしての意義を持ち、ひいてはこれがDSD本来のパフォーマンスを最大化する賢明なソリューションなのかもしれません。


　最後に、この度ホワイトペーパーのブログ引用の機会を頂きましたGrimm Audio社のEelco Grimm氏へ感謝の意を表します。



＊「」の引用文は英文を意訳したものです。正確性が必要ならば各本文をご参照下さい。



・コラム 音楽メディアとフォーマット・DSD Part1 - DSDとリスナーの便益
・コラム 音楽メディアとフォーマット・DSD Part2 - LINNのDSD批判
・コラム 音楽メディアとフォーマット・DSD Part3 - DSD懐疑論
・コラム 音楽メディアとフォーマット・DSD Part4 - DSDの普及コスト
・コラム 音楽メディアとフォーマット・DSD Part5 - DSD Myth・GrimmAudioのホワイトペーパー
・コラム 音楽メディアとフォーマット・DSD Part6 - 神話と真実・Myth vs Truth
・コラム 音楽メディアとフォーマット・DSD Part7 - SACDの現状と未来