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mp3の仕組み知ってる?あれ人間専用なんだぜ。

2016/05/31

いつも当たり前のように使っているmp3

非常に便利であり、mp3が無いと実際に生活に影響が出るレベルだ。だが、普通の音楽ファンにとっては音源を圧縮してファイル容量を減らすもの程度の認識だろう。

今回は知られざるmp3の生態について迫っていこう。


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一番最初に言っておくことはアレだ、主に少し年を召された方が言うイメージがあるがipodやwalkmanなどのmp3プレーヤーのことをmp3と呼ぶのは間違いだ。

カレーライスのことをライスと呼ぶようなもんだ。言葉の暴力だ。

じゃあmp3とはなんぞや

CDには一般的に16bit、44.1kHzというフォーマットで音楽が収録されている。

こいつがかなりややこしくて、意味を知らない人も多いと思う。
ザックリ説明すると16bit、44.1kHzというのは”1秒の間に44,1kの半分であるおよそ、22k=22000回分を16bit=0~65535の段階で音量を保存することが出来るということである。

数字を見るだけでイメージが沸くと思うが、実際にそのままだとかなり重たいファイルになってしまう。

そこでもっと軽くて容量の少ないものにして保存しようというのがmp3である。

wavだと5分程度でおよそ100Mbぐらいになる。mp3だと曲によって変わるが5Mb程度まで圧縮できる。悪徳商法みたいな圧縮率だがホントにここまで減らせる。

mp3の圧縮の原理とは?

mp3の圧縮の原理は極めて複雑である。

ざっくり説明すると、人間の耳は意外と大雑把にしか音を捉えることが出来ず、wavのように丁寧に全部音を記録しなくても、人間が聴いてもよくわからん部分は端折ろうというのがmp3の基本原理である。要するに人間専用の圧縮フォーマットということだ。

mp3は以下の音響心理学を応用して圧縮する。

 

1.音量レベル的に聞こえない音はカットする

何度も言うが、人間の耳はテキトーなのであんまり小さい音になると鳴っていても聞こえなくなる。
聞こえない音を保存するなんて容量の無駄だということカットする。
そう、世界は残酷だ。mp3の世界も弱肉強食、小さい音はシンプルに存在すら無かったことにされる。
デカイ音だけが生き残ることができるのだ。

 

2.マスキング効果を利用する

マスキング効果というのは大きい音が鳴ったときにその近くの周波数の音が聞こえにくくなる現象のことだ。

喧騒の中では声が聴き取れないだろう。
聴こえないのならばもはや鳴らさなくてもいいんじゃね?というジャイアンが語る理論みたいな感じがするが、実際にmp3ではマスキングで聴こえない部分を消しても違和感はないので大丈夫なのだろう。
余談だが”ジョルジュの声は街の騒音の周波数と酷似しているからマスキング効果で聞こえん”とよく言われる。mp3化されると恐らく私の声は消える。どれだけ大事なことを言っていてもマスキング効果の下では何も響かないのだ。

 

3.人間の可聴域を超える部分はカットする。

人間の耳はおよそ20Hzから16kHzぐらいの間の音しか聴き取ることは出来ない。
mp3では人間の可聴域を超えた音をカットするのだ。

 

4.他にも色々頑張る

基本的には上の3つの効果を利用するのだが他にも涙ぐるましい小さな積み重ねによってmp3は容量を削減する。
符号化と言うらしいのだが、私の高校卒業が危うくなりかけたレベルの数学力では理解できなかった。
一応理解した範囲で書くと、例えば
1,000のことを1kと書けば2文字の節約になる。
きっとそうだろう。多分こんな感じだ。これをもっと頑張る感じ。多分。

 

まとめ

数々の涙ぐるましい努力により、mp3は容量を削減することに成功している。
また、mp3は人間の音響心理学を利用して圧縮するため、人間以外の動物にはまた全然違ったものに聴こえている可能性もある。
 

いまや当たり前になったipodなどで音楽を持ち出すこともmp3がなければ生まれなかっただろう。

 

だがmp3実際に鳴らなくなる音も存在し、きちんとしたオーディオシステムを使えば誰だって劣化していることがわかるだろう。
高音質を求めるのは人それぞれ好みだと思うが、私としては臨機応変にそれぞれの長所を生かしてうまく利用することが一番なのではないだろうか?

 
 

因みにappleが推奨していたり、動画でよく使うaacという音楽フォーマット、mp3より高い圧縮率を誇りながらも高音質を実現する、ほぼ完全にmp3の上位互換なである。だから私はmp3は使っていない。aac最高!!!!

aacは互換性がもっと高ければもっといいのだが。

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