JACKが落ち着いてちょっと余裕が出来たので、例のイコライザ(の種類)による耳の痛みの問題をまた少し調べた。

まず、今までに、FIL-pluginsの4バンドPEQ ("PEQ4")なら問題ないことが分かっていて(、今もそれを使っているのだが)、その設定を他のイコライザに適用(移植)したらどうなるか試してみた。結果は、残念ながら駄目だった。以下の4種類を試したのだが、どれも、耳の痛みに通じる耳閉感があった。

次に、問題の原因を探るため、以前から疑っていた、混変調歪み(IMD)(につながる特性)を測定しようとしてみた。以前はうまく行かなかったのだが、Room EQ Wizard (REW)の信号発生器のdual tone機能で2つの周波数の音を同時にイコライザに入れ、その出力をREWのリアルタイムアナライザ(RTA)で測定した。

REWはいろいろな種類のdual toneが出せるのだが、とりあえず、一般的そうなDIN(250Hz:8Khz= 4:1)とSMPTE(60Hz:7kHz= 4:1)で試した。直感的には、DINの方が音楽再生に近い気がする。

すると、興味深い結果が出た。以下の各グラフで、黒はイコライザなし(原音)、赤はPEQ4、青はCalf、ベージュはDSP、上の群は左チャネル、下の群は右チャネルである。また、低音の山の辺りは差が出ないため、上部をカットしている。なお、TAPはかなり特性が悪かったので(高音の山が出なかった)表示しておらず、TBPWS+SBPの測定は省略した。

僕の考えでは、イコライザなしに近いもの、あるいは、山が鋭いものや2つの周波数の間が低いものが特性がいい(=耳痛が少ない)はずなのだが、実際には、特性の悪そうなPEQ4(赤)が(耳に)良く、特性の良く見えるCalf(青)やDSP(ベージュ)は駄目だ。

何種類かの測定方法で試したのだが、どうも不思議なことが多かった。窓関数(連続した信号の切り出し方)や表示方法を変えるだけで、特性(グラフの形)がかなり変わってしまった。そもそも、イコライザなしの特性が予想外に悪いのが腑に落ちない。それは、僕がこういう測定の基本を知らないためだと思う。

だから、上のグラフ自体はイコライザの特性の良し悪しを直接表している訳ではなく、各イコライザには混変調歪み(あるいは、耳痛の原因となる音質劣化)の出方の違いがあり、グラフはその違いがあることだけを示していると解釈した。そして、(グラフからは信じがたいが)PEQ4は一番劣化が起こりにくい(少なくとも、僕には一番音質がいい)作りなのだろう。

その後調べたら、パラメトリックイコライザ(PEQ)はIIR(無限インパルス応答)フィルタで作るらしいが、IIR型は演算誤差が蓄積するという情報があった。その誤差が蓄積して音質が劣化し、耳の痛みが生じているのではないかと考えている。ただ、JACKのモジュールの内部処理は浮動小数点演算のはずなのに、それでも誤差が溜まるのか、ちょっと分からない(確かに、普通の数値計算でも、いい加減な処理をしたら誤差が増大してまともな結果が出ないから、それと同様なのだろう)。処理方式で誤差蓄積量が違うという記述もあったので、最終的にはイコライザのプログラムを読むしかないが、かなりハードルが高い。それに、読んで、「確かに駄目だ」と分かったところで、僕には改良することはできないから、読んでも無駄だとも言える。

あと、PEQは「Qが鋭いと演算精度が下がる」という記述もあった。「Qが鋭い」というのは、Qの値が大きいことなのか小さいことなのか、山が鋭いことなのか分からないが(某有名オーディオ機器メーカーの広告なので、表現がいい加減なのだろうw)、いずれにしても、設定によっては音質が劣化するのだろう。そして、僕の設定(多分、低域の幅広く深い減衰)が良くないような気がして来た・・・

その、PEQの設定(使い方)の問題は、PEQやIIRフィルタの作りや式に詳しい人なら当たり前のことなのだろうが、僕は全然ピンと来ない。ただ、ロバスト性が高いイコライザがあることは確かで、PEQ4はそうだろうし、製品ならDEQ2496がそうだ。プロ用機器は、そういうところがちゃんと考えられているのかも知れない。

という訳で、現段階では以下のようなことが分かっている。

イコライザの種類(作り)と使い方によって音質は変わり(音質が劣化し)、耳が痛くなることもある。ただし、その音質劣化は普通の周波数特性では判定できず、複数の周波数の音を同時に入れるような測定(例: DIN dual tone)をしないと分からない。

これは、「物理特性では本当の音質は分からない」という説を裏付けそうだ。

なお、混変調歪みは「本当の音質」に関係している可能性があるが、今は表示している機器が少ないし、2つの周波数だけでは不十分で、無限の組み合わせでの測定が必要そうだ。

だから、オーディオ機器メーカーは、良く、「『マイスター』が何百時間も聴いてチューニングした」とか言っているのだろうか。僕の考えでは、その音の良し悪しの本質は主観的なものでなく、上記のような複数周波数からなる信号(=音楽信号)に対する特性に帰着するのだろうが、それに気付いている人が少ないのか、気付いていても、(うまく表現できる値がないので、)あえて主観的なものと表現しているのか(その方がありがたそうだから?)、分からない(僕にはどちらでも構わないが、音質は(主観的なものだから)数値とは無関係だと言われたり、それを発展させて、物理法則とは無関係な、非論理的な「トンデモ理論」を出されると、どうしても信用できない)。

もし、音の良し悪しの本質が主観的なものでしかなかったら、オーディオ機器なんて作った人の耳(あるいは運?)に依存し、その「耳」は買う人みんな違うはずだから、一般的に「音のいい製品」なんてあり得ないことになる。それだったら、本当に「何だっていい」ことにならないか? そして、誰かが「いい」と言ったものを、みんな盲信して買うのか(昔からそんな気がするがw)。

それにしても、オーディオ機器の音質を測る・示す・改良するのは、なかなか奥が深いものだ。

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