Digi-Ana Valley（月刊ASCII 1992年7月号6）

「Digi-Ana Valley」をスクラップする。

あおり文をスクラップする。

　一曲のピアノソナタでも、それを聴く人の胸の内はさまざまだ。昔好きだった子のことを思い出していたりもする。ところが,期待していた音が聴けなかったりするとどうだろう。LPがCDに取って代わられて久しいが、最近,ノイズと一緒に消えていった音を指摘する声が,熱心な音楽ファンの間で高まっている。手軽にそこそこの音質が得られるCDは優れた普及メディアだが,その反面、手のかかるアナログオーディオの愉しみは失われた.しかし、それを救った技術は,これもまたデジタル技術だった…….

CDの音質向上に関する都市伝説は色々あった。覚えているものは、「冷やす」、「切れ目を入れる」、「色を塗る」だ。到底信じられるものではなかった。その後パソコンにリッピングしてからはパソコン側のDACの性能で音質に差が出るというのは納得できる話だが。CD自体に手を加えるのは違うと思った。この連載ではCDプレーヤ側の問題のようだと予想するがどうだったのか。記事を読んだ記憶が残ってない。

黎明期のフォークロア
デジタル・オーディオの黎明期(CDプレーヤが出回り始めたころ)には,さまざまな神話や民間伝承が生まれた.「CDプレーヤはデジタルなので,3万9800円のでも30万円のでも音は同じはずだ」とかいうものだ。学校の音楽の先生が「CDプレーヤは,聴いているうちにどんどんピッチが上がってきて,交響曲のフィナーレ近くになると半音近く上がってる」なんていうことを生徒に向かって堂々と説いていたりしたものだ。
　その種のフォークロアは現在ではさすがに死に絶えたようだが,電卓のようにCDプレーヤがどこにでもころがっているという存在になった今,その音質に新たな疑問が投げかけられている.
「本当に「気のせい」なのか
　ハイティーン時代,音楽を意識的に聴き始めたころ,とても感動して今でもある種の思い入れがあるというレコードを誰でも持っているのではないだろうか.少なくとも音楽ファンなら1枚や2枚はそういうレコードがあるはずだ. ある日、思い入れの強いレコード(LP)がCDで再発売されているのをレコード屋で見かける。昔チープなシステムコンポーネントで聴いたあの曲を,今持ってるJBLのスピーカを始めとする当時のシステムに比べればずいぶん高級なオーディオで改めて聴き直してみようと思う.で,そのCDを買って帰る。軽いわくわく感を感じながらPLAYボタンを押す.
　ところが聴き終わって、多くの場合、複雑な心境になってしまう.昔聴いたときには聴こえなかった音が聴こえるとかいうようなことはあるにしても,それほどの感激はなく,それどころかむしろLPよりも情報量の減少した音になっているような気さえするのだ。LPのようなスクラッチノイズやほこりによるノイズはもちろん一切ないわけだが,なんだか知らないが,この全体にサンドペーパーをかけたような甘い印象はいったい何なんだ？あの感動が2倍にも3倍にもなって蘇るだろうという期待は見事に裏切られる……しかし,それにしてもヘンだ.
20kHzの壁は本当か?
　人間の耳が聴ける音は20Hzから20kHzだというのはよく知られている.しかし自然音や楽器の音には50k～70kHzといった超高域の音響成分が含まれており、録音が優秀なアナログレコード(LP)にはそれが収録されていて,その超高域成分が楽器の音のツヤとか切れ味,ホールトーンなどに微妙な影響を与えているといいうことは音楽ファンの間ではかなり前から囁かれていた.言い換えれば,そうした超高域まで再生可能というのが高級オーディオの存在理由だった(今でもそうかもしれない)。
　ところが,CDプレーヤは通常デジタルフィルターを使って20kHz以上の信号を急峻にカットしている.というのは,コンパクトディスクのフォーマットでは,そうしないとA/D変換時に発生した「折り返しノイズ」が可聴帯域内に入ってきてしまう恐れがあるからだ.そこで,20kHzまではフラットで,そこから上を鋭くカットするフィルターほど優秀とされてきたわけだ。人間の耳が聴ける音は20Hzから20kHzなんだから,そのレンジだけキチンと再生できれば何も問題はない,という思想である.
　がしかし、くどいようだが何かが失われているとしか思えないのだ。ノイズやワウフラッターがなくなってクリアな音にはなったものの,少なくとも聴感上は、明らかにたとえばティンパニの切れ込み感や低弦の空気感などが消えてしまってる!誰が何と言おうと(昔使ってたオーディオシステムがおチープすぎて「歪み」を一種の「迫力」というふうに勘違いしてたんじゃないの?と突っ込まれると,一瞬ひるんじゃったりするわけだが的に),いま再び黎明期の迷信とは別の次元で「やっぱりCD音悪い説」が浮上してくると思うのだ。
　もうかなり前から,音楽ファンの友人どうしで「だからさー,DC(直流)から70kHzぐらいまで伸びてるCD-2とかい う規格をつくるしかないよ」というような会話をしていたものだ。
　メーカーにもそういう思いを抱いている人はいたらしく,なんと20kHz以上のレンジを再生しちゃおうというCDプレーヤが現われた.パイオニアのPD-T09だ(写真1).

20kHz以上をデジタルマジック
　「ちょっと待ってよ。CDは44.1kHz,16bitのサンプリングというフォーマットであって,CDプレーヤによっては8倍オーバーサンプリング,20bitなんてのもあるけど,それは一種の再生時のトリックで,だいいち元の音楽情報以上の情報を後処理で復元なんて原理的にできるわけないじゃん」そのとおり.あなたは正義の人だ(コラム1参照)。

column 1
CDのフォーマットはどうなっておるのか
　音楽信号をデジタル化する場合,1秒間に読む標本化の数(サンプリング周波数)は,情報理論によると再現を希望する信号波形の最高の周波数の2倍以上であることが必要とされている.つまり,再生周波数の上限を20kHzとすると,サンプリング周波数を40kHz以上にしなければならない。
　波形の高さを読む精度は,2進数のけた数(量子数)で決まる.量子数が16bitなら,音の強弱の範囲は
　2¹⁶＝65536
で,65536段階に区切って読める.最小の0から最大の65536までだから,ダイナミックレンジは
　20log2¹⁶＝96dB
ということになる.
　人間の可聴帯域は単純な聴力テストでは20Hz～20kHzなので,20kHzまで再生できればHi-Fi再生として十分であろう.ダイナミックレンジに関しては,実際の音楽のダイナミックレンジは110dB以上あるが,これをカバーしようとすると18bit以上の量子化が必要で,これを商品化するのは困難。アナログオーディオ機器のダイナミックレンジが70dB程度であることから,96dB程度が適当.
　というような判断で,現在のCDのフォーマットが決められている.

　では、この結構なお値段のPD-T09はいったいどうやって「CDには入ってない」20kHz以上を再生するのか.
　PD-T09では「レガート・リンク・コンバージョン方式」と呼ばれるDAコンバート・システムを採用している。このシステムの考え方はこうだ。自然界の音や楽器の音には,人間の可聴限界と言われる20kHz以上の成分も豊富に含まれている.その成分が,人間の脳の状態や聴感上の音質に大きく影響を与えていると「いうことは最近の研究で分かってきている(コラム2参照)。

column 2
人間の耳は20kHzまでしか聴こえないのか？
　人間は単純な聴力テストでは20kHz程度までしか聴こえないが,それは鼓膜と蝸牛管との間にある耳小骨がハイカットフィルターの役割をして,高い周波数が蝸牛管に伝わらないためだ。蝸牛管の内部には70k～90kHzの音を感じ取る繊毛があり,人間の聴覚自体は90kHz程度まで検知する能力を持っている。したがって,人間は耳で検知できない超高域周波数成分も,骨伝導や皮膚伝導で聴いていると考えられる.
　超高周波音は,単純な発振音では認識できないが,それよりはるかに複雑な音楽信号になると話は別なのだ.
　さらに,20kHz以上の超高周波成分には、脳のα波を増長し,音楽の聴き心地をよくする作用があるということが最近の研究で分かってきている.アナログレコードがCDよりも心地よく聴こえるのは、30k～50kHzといった超高域まで出ているからだとも考えられる.

　20kHz以上のレンジをカットした音楽は,一見元気のよい印象はあるものの,聴き疲れのする,丸いくせにギスギスした刺激的な印象がある.20kHz以上を制限しない音は,鋭くも繊細で柔らかく、聴き疲れしない.原音が20kHz以上を含んでいるのだから当然だ。
　では、CDには入っていない20kHz以上の信号をどうやって取り出すのかDSP(Digital Signal Processor)を使ってデジタル演算によって復元するのである。もちろん完全に復元することは不可能だ(無から有を作り出すことはできない)。しかし,音楽信号にはある一定の法則性があり,20kHzまでの信号をもとに,失われたレンジの信号を推定することはできる.
　パイオニアは,音楽信号の持つ大原則として「周波数スペクトラムの1/f特性」に注目した.これは,どんな音楽でも周波数に反比例して楽器の出力レベルが減少していくという傾向のこと(コラム3参照)。この原則に従って補間関数を割り出せば,それを使ってデジタル演算処理である程度まで20kHz以上の信号を復元できる。逆に、普通のCDプレーヤでは,20kHzまではこの1/f特性に忠実に再生されるが,20kHz以上が急峻に減衰している.これで「自然」な音になるわけがないのだ.

column 3
周波数スペクトラムの1/f特性って何じゃらほい
　パイオニアの測定データによると,フラメンコギターの周波数スペクトラムはAのようになっている。全体の分布は1/fの傾きを持っている。この原音に対して従来のCDプレーヤでは、出力波形がBのように20kHz以上が急激に減衰する.T09のレガート・リンク・コンバージョン・システムでは原音に近い周波数スペクトラムになっている.

　補間関数と一口に言うが,最適な関数を見つけるのは簡単な作業ではない。パイオニアは試聴を繰り返し,数十種類の関数の中から物理データ的にも聴感上もライブサウンドに最も近いものを選び出したと言う.
　さて,この関数を使って行なうデジタル演算処理とはどのようにして行なうのか.CDには22.7μsecごとにサンプリングされた音楽信号データが記録されているが,これを自然音や楽器の音に近い滑らかな関数曲線で結んでいくのだ(コラム4参照)。これをやるにはもちろん高速演算処理のできるDSPが必要だが,パイオニアはT09専用のDSPを自社開発している.

column 4
“作って”でも原音を再生する
　パイオニアのPD-T09は非直線補間などを行なって,カットされた20kHz以上の成分を作り出すという手品のようなことをやっている.非直線補間とは,簡単に言うと,たとえば15kHzの信号から第2次高調波,つまり30kHzの成分を作り出すというようなこと。こんなことができるのは、いうまでもなくDSPの機能による.ここで使われる補間関数は,もちろん企業秘密.
　一方,もともとCDは20kHz以上の信号は記録時にカットされているんだから,それを忠実に再生すべきだというメーカーもある.しかし,原音は20kHz以上の成分を含んでいるわけだから,CDに入っている音がもうすでに歪んでいるのだ。それを忠実に再生しても,いわゆるデジタルくさい音にしかならない。
　こうなると,Hi-Fi(高忠実度再生)ということに対する思想の相違としか言いようがない。

column 5
レガート・リンク・コンバージョン・システムの周波数特性
　Aが従来のシャープロールオフ型のもの,BがT09に代表されるスローロールオフ型のもの。遮断特性の違いに注目していただきたい。Aは20Hz～20kHzの周波数特性は良いが.周波数制限によりリンギングが発生し,インパルス特性,波形再現性が悪い。BはAに比べて波形再現性が格段に優れ,20kHz以上の成分が再生可能なことを示している.

20kHz以上を含む
T09の音を聴く
　さて,何だかんだ言っても実際の音を聴いてみなければ話にならない。そこで私は,「たのしいプログラミング」担当の編集部でもけっこう音にはうるさいオビナタ氏を誘い,お気に入りのCDを持って目黒にあるパイオニアの本社を訪ね、試聴室でT09の音を聴いてみた(写真2).
　最初に聴いたのはラサール・クワルテットのベートーヴェンの後期ストリングス・クワルテット集のCD(写真3).音が出始めた瞬間、その少しもギスギスせずに繊細に切れ込む音に驚かされた.弦楽四重奏の場合,平凡なCDプレーヤだと,甘くなるか刺激的でうるさい音になるのが常だが,シャープでしかも流麗,とても立体的な響きで再生される.

　次に聴いたのはヘルベルト・フォン・カラヤンとベルリン・フィルハーモニーほかによるワーグナーのパルジファルだ(写真4)。これにはもっと驚かされた.冒頭部から微細な強弱の付けられたストリングスの周到なフレージングが,もう本当に楽器がビリビリと空気を震わせているのが見えるような迫力なのだ。凄いの一言。高校生時代,ドイツ・グラモフォンの輸入盤で初めて聴いたときの,あの感じが蘇った.オーケストラがクレッシェンドしていくにつれて,聴いている私の頭の中にアドレナリンがドヒャッと分泌されていくのが分かる。これだけ興奮すると、普通は聴き疲れするのだが,この場合それがないのもまた驚きだ。

　いずれにしても,LPに比べてCDでは何かが足りないという聴感上の不満を解消して余りあるサウンドがT09では得られるということがはっきり分かった.
　ところがその後,応対してくれたパイオニアのオーディオビジュアル事業部の鈴木氏と川口氏から聞いた話はもっと驚異的だった.

CDというのは、
本当にデジタルなのか？
　T09は、普通のCDプレーヤと逆に再生面を上にして(レーベル面を下にして)ディスクをセットする(写真5)。パイオニアではこれを「ターンテーブル方式」と呼んでいるが,何のことはないアナログプレーヤと同じスタイルなのだ。デジタル回路のみならずアナログ部や電源もゴージャスな設計だが,メカ部も相当ヘビーデューティな設計になっている。これは,回転による不要震動やディスクのソリによるうねり動作を抑えるためだという.

　しかし,これもよく考えてみると妙な話だ。CDというのは,ポリカーボネイト上にアルミニウム蒸着された深さ0.1μmのピットをレーザーのピックアップがトレースできればいいので,誤り訂正機能の範囲内でリードができている限り,不要震動があろうがディスクにソリがあろうが,それによる「音質劣化」はありえないのではないか？誤り訂正符号による訂正範囲を超える事態というのは,ディスクにキズがあるとか,サーボや同期信号が乱れたという場合で,それだと確かにその瞬間ドロップアウトする.が,それはオッケーかダメかであって,メカ部のプロセスで音が「悪くなる」とか「良くなる」なんていうアナログ的なことがあっていいのだろうか.
　この点について,パイオニアの両氏に聞いてみたところ,ディスクを下から全面で支えて,上からスピンドルモーターで軽く押さえてドライブするこの方式だと,音場が広がり,重量感のある低域が得られるという.とにかく,音が変わるのは明らかで,ドライブメカとピックアップ部にやたら凝った時期があったそうだ。
　その後,私とオビナタさんはさらにもっとアンビリーバボーな話を聞いたのだ。

シートの“色”で音が変わる！
　T09のターンテーブルには,アナログプレーヤと同様ゴム製のシートが載せられている(写真6).標準でグレーのシートが付いているのだが,なんとこのシートの色を変えると音が変わるというのだ！

「そんなバカな…」と思い,冗談半分に,
「オレンジとかイエローとか暖色だと明るい音になるとか…」
というと,川口氏は
「そうです」
と平然として答える。 「じゃ,ブルーとか寒色系だとクールな音になるんですか？」
「まぁ、そうですね」
「ブラックにするとどうなります？」
「締まった感じの音になります」
これには私もオビナタさんも呆然としてしまった。では,それも実際に聴いてみましょうということになり,シートを変えていろいろと試聴した。
　結果は,正直言って短時間の比較ではその違いはよく分からなかった,と言うしかない.しかし,再生中に川口さんに「いま黒いシートに変えましたが,低音が少し強くなりましたね手数料」と言われた瞬間、ドキッとした。ホントにそう聞こえたのだ。ウッドベースの響きが少しハードな感じに変わって…なんだかアタマの中がグルグルしてきた。
　パイオニアでは,工場見学に来た人などに対してブラインドテストを行ない,シートの色を変えることによって音が変わったと答える人が多数派を占めることを確認しているという.
　それにしても,なぜ？当然,尋ねたくなるではないか。すると川口さんは,「はっきりした理由はまだ分からないんですが,ディスクのポリカーボネイト自体は透明で,いくらかレーザーがディスクを貫通してるんです.そこで,シートに当たって乱反射するんですが,色によってスペクトルが違うので,そのせいではないかと.それがピックアップに影響を与えて…」
　という.これじゃ完全にアナログの世界ではないか。私とオビナタさんは顔を見合わせた.
　このカラーシートは,パイオニアでは販売はしていない。音が変わるのは事実だがその理由が理論的に解明できていないからだそうだ。理由の説明できないものを,メーカーとして売ることはできないというわけだ。
デジ・アナの峡谷には何があるのか
　帰りのタクシーの中で,私とオビナタさんはアタマの中をグルグルさせながら,さっきの試聴室でのすばらしくもフシギな体験について語り合った。私は「ぼく,あれ買いますよ。36万のやつ」と二度も口走ってしまった。納得のいくまで自宅で聴いてみたいという強い強い欲望にかられたのだ。
　同時に,私はデジタルとアナログの水流が轟音をたてて両側から流れ落ちる大峡谷に虹がかかっているというような光景をイマジンしていた.
　従来デジタル方式というと,アナログ方式に比べてグラフィックでもサウンドでも,ドットやサンプリングのジャギー(ギザギザ)をイメージされることが多かった。が、デジタルも高解像度化と複雑な演算処理の高速化が極限的に進むと,もうそんな牧歌的なイメージは通用しなくなる.すでにそういう時代がやってきている.　　　　(河村)

参考文献:
中島平太郎・小川博司共著『コンパクトディスク読本(改訂版)』
季刊「SOUNDTOPS」第29号P.196「柴崎功/DSP-DACの魅力と将来性」
次回予告
　マランツのオーディオコンピュータ「AX-1000」。2台のDSPを使って,リスニングルームの音響特性を考慮に入れてウィーン・ゾフィエンザールやアムステルダム・コンセルトヘボゥのアコースティクを実現する驚異のマシンをご紹介します。