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wavとmp3の違いをわかりやすく解説!音質の劣化はわからない?

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スマホやパソコンなどで聞くことのできる音楽には、『wav』だとか『mp3』といった形式で保存されていますよね。

 

はなこ
音楽を保存する時、『wav』だとか『mp3』って形式があるじゃない。

あれって、いったい何が違うの?

僕もよく知らないけど、『mp3』はデータを圧縮しているそうだよ。
たろう
はなこ
圧縮しているってことは、音質も劣化しているのかな?

 

ということで、今回は『wav』と『mp3』について違いを調べ、その音質について解説します。

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『wav』と『mp3』の違い

まずは、『wav』と『mp3』について調べてみましょう。

『wav』とは?

マイクロソフトとIBMにより開発された音声データ記述のためのフォーマット

のことです。

音は、空気中を波として伝わって、耳の鼓膜で拾うことで認識されます。

波の一種ですから、その波形を保存しておけば、音をデータとして記録することができます。

wavは、波の強弱をサンプリングして保存しただけの単純な保存形式です。

サンプリングのためにサンプリング周波数とビットレートというパラメータを持ち、それぞれ1秒間にサンプリングする(つまり音を拾う)回数と音の強度の細かさを表します。

CDの場合、サンプリング周波数は44100Hz、ビットレートは16なので、それと同じパラメータで保存すれば、音質を劣化させることなくデータ保存することができます。

 

『mp3』とは?

音響データを圧縮する技術の1つであり、それから作られる音声ファイルフォーマット

のことです。

『mp3』は、2000年から2001年にかけて、ドイツのフラウンホーファーIIS(集積回路研究所)で発明されたデータ圧縮技術です。

『mp3』は、周波数によって音の聞こえやすさに違いがあることや、大きな音が鳴ったとき、その直前直後や近い周波数の小さな音が聞こえにくくなる現象など、人間の聴覚心理を利用した圧縮法です。

音の波形を周波数に変換し、

人間の耳にはあまり聞こえない周波数成分や、大きな音に隠れるような周波数成分を間引くこと

でデータを大幅に圧縮しています。

 

はなこ
要するに、『wav』は圧縮をせずに保存できて、『mp3』はデータを間引いて圧縮しているということね。
間引いているということは、元の音とは異なるということなのかな?
たろう

 

『mp3』は、間引き処理があることから分かるように、

非可逆圧縮と呼ばれる、元の音源が完全には再現できない圧縮法

になります。

しかし、人間の耳にはとらえにくい成分だけを間引いているため、

『よほど耳のいい人でないと聞き分けることは難しい』

と言われています。

 

『mp3』の音質劣化はわからない?

Bluetooth

Bluetooth

『mp3』で保存することで、元の音源を完全に再現することはできないことになりますが、いったいどの程度劣化するのでしょうか?

 

『mp3』では、ビットレートというパラメータがあります。

ビットレートとは『wav』の場合とは異なり、

1秒間のデータのサイズが、この値以内に収まるように圧縮する

という意味になります。

当然、ビットレートが低いほどデータサイズは小さくなるため、間引き処理が増えて音質は劣化します。

通常、ビットレートは128kbpsが用いられます。

この程度のビットレートになると、元の音源との違いは、ほとんどの人は気づかないでしょう。

 

これより低いビットレート、例えば64kbpsや80kbpsくらいになると、はっきりと音の劣化が分かるようになります。

実は、元の音源と『mp3』の違いは、周波数変換という処理を行うとはっきりと分かるようになります。

周波数変換を行って元の音源と『mp3』を見比べると、『mp3』の場合は高周波成分が大きく間引かれていることが分かります。

この高周波成分は、人間の耳では聞き取りにくく、他の音に隠れて目立たないため、間引かれてもあまり気づかれないわけです。

数百万円もするようなスピーカーなどのオーディオ製品をそろえて聞き比べ、さらに耳のいい人なら違いに気づくかもしれません。

しかし、安価なスピーカーやイヤホンなどで音楽を聞くのであれば、『mp3』でも劣化を気にすることなく音楽を楽しむことができるでしょう。

 

はなこ
『mp3』で保存すれば、『wav』に比べてかなりサイズが小さくなるわけだから、よほどのこだわりがなければ『mp3』でも十分みたいね。
劣化のない『wav』にこだわるのは、それなりのオーディオ製品をそろえているようなマニアくらいでないと意味がないということか。
たろう

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まとめ

今回の違いのポイントについて、まとめていきましょう。

ポイント

  • 『wav』とは、マイクロソフトとIBMにより開発された音声データ記述のためのフォーマットのことであり、圧縮することなく音源を保存するため劣化はない。
  • 『mp3』とは、音響データを圧縮する技術の1つであり、それから作られる音声ファイルフォーマットのことである。
  • 『mp3』では、間引き処理を行うため、元のデータを完全に復元することはできない。
  • ビットレートの大きさにもよるが、128kbpsであれば、ほとんどの人は音の劣化には気づかない。

ちなみに、音源を保存する形式には他にも『Ogg』『AAC』『WMA』『FLAC』など様々な種類があります。

それぞれの保存形式を聞き比べてみるのも、面白いかもしれませんね。

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