Loading article…
適応変換音響符号化（ATRAC ）は、ソニーが開発した独自のオーディオ圧縮アルゴリズムのファミリーです。ミニディスクは、1992年にATRACを組み込んだ最初の商用製品でした。ATRACにより、ミニディスクのような比較的小さなディスクでも、CDと同じ再生時間で、音質の知覚できる劣化を最小限に抑えながらオーディオ情報を保存することが可能になりました。1999年、2002年、2006年には、それぞれATRAC3、ATRAC3plus、ATRAC Advanced Losslessという形でコーデックの改良版が登場しました。[ 1 ]
ATRAC3形式のファイルは元々.aa3拡張子が でしたが、ほとんどの場合、ファイルは拡張子を使用してOpenMG.oma Audioコンテナに保存されます。以前は、OpenMGで暗号化されたファイルには拡張子が でしたが、 SonicStage v2.1以降は.omgに置き換えられました。v3.2以降は暗号化は必須ではなくなりました。.oma
ATRACはソニーのミニディスクフォーマット向けに開発されました。ATRACはバージョン2、バージョン3、バージョン4、バージョン4.5、そしてType RとType Sへとアップデートされました。
最初のメジャーアップデートは、1999年のATRAC3（オリジナルのATRACのバージョン3と混同しないように）でした。[ 2 ] ATRAC3は、ミニディスクだけでなく、ネットワークウォークマンやVaio Music Clipでも使用されました。ATRAC3plusは2003年にHi-MD向けにリリースされましたが、一部のPlayStation、VAIO 、Xplodデバイスとも互換性がありました。[ 3 ]
2008 年 3 月 31 日、ソニーは米国とヨーロッパ、そしてSonicStageを搭載したConnect Music Store (ソニーのiTunesおよびiTunes Music Storeに相当するもの) で ATRAC 関連のコーデックをほぼ完全に廃止しました。これは、フォーマットの普及率が低いことが一因で、ある情報源によると、ヨーロッパのウォークマン ユーザーの 90% が ATRAC を使用していなかったとのことです。日本国外のウォークマン デジタル プレーヤーは、2007 年 9 月以降 ATRAC に対応しなくなりました。[ 4 ]
2012年10月1日までは、ATRACがmoraから音楽をダウンロードできる唯一のコーデックでしたが、翌年にはDRMフリーモデルに移行し、 FLACファイルの提供を開始しました。 [ 5 ] [ 6 ]
ATRAC9はPlayStationオーディオ用に設計され、PlayStation Vitaで初登場しました。[ 3 ]
オリジナルのミニディスクで使用されていたATRACの292 kbit/sのビットレート[ 7 ] は、CDのオーディオ品質に近いように設計されていました。数年後、ATRACは同様のビットレートで以前のバージョンよりも改良されました。比較のために、CDは1411.2 kbit/sでエンコードされ、ロスレスエンコーダーはほとんどのCDを1000 kbit/s未満でエンコードでき、音声などのエンコードしやすいコンテンツではさらにビットレートを下げることができます。
ATRAC アルゴリズムは、高速かつ低消費電力でエンコードできる製品を提供するために、ソニー社内のLSI集積回路開発エンジニアと緊密に連携して開発されました。 [ 8 ]これは、携帯型ハードウェアの制約を考慮せずにコンピュータ上で開発された他のコーデックとは対照的です。このことは、ATRAC コーデックの設計にも反映されており、圧縮効率と追加の乗算を犠牲にしてメモリを節約するために、一度に処理するサンプルのグループを小さくすることに重点を置いています。これらのトレードオフは、乗算器のパフォーマンスに比べてメモリがしばしばプレミアムとなるDSPシステムでは論理的です。
ソニーのウォークマンは、 MP3ファイルよりもATRACファイルを再生した方がバッテリー寿命が長くなります。しかし、ソニーは日本市場向けのソニー・エリクソン・ウォークマンシリーズの携帯電話でのみATRAC対応を推進したため、 GSM / UMTS市場の携帯電話ではサポートされていません。ソニーのXplodシリーズのカーオーディオCDプレーヤーはATRAC CDをサポートしています。ATRAC形式の曲を収録したミニディスクは、かつてEclipseブランドのカーステレオでサポートされていました。
ATRAC1は1990年代にソニー独自の劇場用フォーマットであるSDDSシステムで初めて採用され、この点においてドルビーデジタル（AC3）やDTSの直接の競合規格となっています。SDDSは8チャンネルエンコーディングでATRAC1を使用し、全チャンネルの合計エンコーディングレートは1168kbit /sです。
2つの直交ミラーフィルターを重ね合わせることで、信号は3つの部分に分割されます。
フルステレオ（つまり、独立したチャンネル）エンコーディング、データレートは292kbit /s。
高周波ローパスは素材の複雑さに依存します。一部のエンコーディングでは、22.05 kHzまでコンテンツがクリアに再生されます 。
ATRAC1はモノラル（1チャンネル）モードでも使用でき、録音時間を2倍にすることができます。
FFmpegにはATRAC1デコーダの実装[ 9 ]があります。
ATRAC1やMP3と同様に、ATRAC3もハイブリッドサブバンドMDCTエンコーダーですが、いくつかの違いがあります。
ATRAC3では、3つのスタックされたQMFが信号を4つの部分に分割します。
次に、 4つのサブバンドは固定長変換を使用してMDCTエンコードされます。ほとんどの最新フォーマットとは異なり、変換長を変更して過渡現象の符号化を最適化することはできません。代わりに、ゲイン制御と呼ばれるより単純な過渡現象符号化技術が使用されます。この技術では、MDCTの前に過渡現象中に異なるサブバンドのゲインを変化させ、逆MDCT後の復号時にゲインを復元して過渡現象を平滑化します。さらに、量子化の前に、トーン成分が信号から減算され、個別に量子化されます。復号時には、トーン成分が個別に再構成され、元のMDCT係数を再構築するために再び加算されます。
ソニーは、 ATRAC3の主な利点は、処理能力とバッテリー寿命が限られているポータブルDSP向けに調整された符号化効率にあると主張している。しかし、ATRACはアルゴリズム的にMP3と非常によく似たハイブリッドサブバンドMDCTコーデックであるため、その利点は誇張されている可能性が高い。ハイブリッドではなく単純なMDCTを使用するOgg Vorbisなどの新しいフォーマットと比較すると、ATRAC3は計算コストの高い逆QMFを追加で実行する必要があるが、ハイブリッドシステムによりメモリ使用量が大幅に削減される。これは、ATRACが最初に開発された当時、利用可能なメモリが限られていたことを考えると、重要な要素だったと考えられる。
これは132 kbit/sのデータレートを使用しており、その品質は同様のビットレートでエンコードされたMP3と同等であると宣伝されています。しかし、 Ogg Vorbis、AAC、およびLAME VBR MP3と比較したフォーマットエンコードパラメータを参照しない独立した二重盲検テスト（2004/05）では、 ATRAC3は最下位でした。[ 10 ]
これにより、データレートは66kbit /s（LP2の半分）に低下するが、これは部分的にはジョイントステレオ符号化と13.5kHz付近のローパスフィルタ の使用によるものである。LP2と同じパディング量で、80分ミニディスクに324分を記録できる。
FFmpegにはATRAC3デコーダの実装[ 11 ]があり、これは固定精度に変換され、ARM、Coldfire、MIPSプロセッサ用のRockboxシリーズのファームウェアに実装されています。RealAudio8は、ATRAC3の高ビットレート実装（最大352.8kbit/s）です。Atracdencは、RealAudioコンテナも使用できるATRAC3互換エンコーダのオープンソース実装です。
PlayStation 3 用ビデオゲームRace Driver: Grid は、 224 の同時 ATRAC3 圧縮オーディオ ストリームを使用しており、各ストリームは 24 ～ 48 kHz のサンプリング レートで 1 ～ 8 チャンネルを持ち、それぞれ 512 の周波数帯域の適応イコライゼーションを使用してフィルタリングされ、同じ SPU コプロセッサ (PS3 の Cell チップ上の 8 つのうちの 1 つ) で動作する 6 つのリバーブ ユニットを介してルーティングされ、7.1 チャンネルのハイブリッド 3 次アンビソニックスミキシングと組み合わされています。[ 12 ]
このコーデックは、ソニーのHi-MDウォークマンデバイス（Hi-LPやHi-SPなど）、ネットワークウォークマンプレーヤー、メモリースティックプレーヤー、VAIO Pocket、PS3およびPSPコンソール、ATRAC CDプレーヤーで使用されています。これは、 16チャンネルQMFに続いて128ポイントMDCTを行うハイブリッドサブバンド/ MDCTコーデックです。MDCTコーディングの前に、一般化高調波解析（GHA）を使用してトーン成分を抽出します。これは、ATRAC3で使用されているプロセスの改良版です。以前のATRACバージョンと同様に、可変サイズの変換ではなくゲイン制御を使用してプリエコーを制御しますが、異なるMDCTウィンドウも可能であるようです。
2006年2月にリリースされたSonicStageバージョン3.4 [ 13 ]では、 320kbpsと352kbpsのビットレートでCDをリッピングできるようになりました[ 14 ]。利用可能なビットレートは、48、64、96、128、160、192、256、320、352kbpsです 。新しいビットレートは、すべての古いハードウェアデコーダと常に互換性があるわけではありませんが、古いハードウェアの中には、特定の新しいATRAC3plusビットレートと互換性があるものも見つかっています。
この形式で記録されたミニディスクは、旧型のプレーヤーとは互換性がありません。
ソニーが出資した独立系企業が実施したテストでは、64 kbit/s の ATRAC3plus は、 128 kbit/s の旧式の MP3 エンコーダーと主観的な音質が同等であると結論付けられました。 [ 15 ]最新の高品質 MP3 エンコーダーとの比較性能は評価されていません。
ATRAC Advanced Losslessは、ロッシー ATRAC3 または ATRAC3plus ストリームを記録し、必要に応じて元の信号を再現できるようにファイル自体に格納された補正情報のストリームを補足する「スケーラブル」なロスレス オーディオ コーデックです。プレーヤー/デコーダーは、ATRAC3 または ATRAC3plus データのみを抽出して使用することも、それを補正ストリームと組み合わせて元のオーディオ情報を完全に再現することもできます。これにより、ファイルはロスレスまたはロッシーのどちらでもデコードできます。この方式は、同じファイルの非圧縮バージョンまたは圧縮バージョンよりもファイル サイズが小さくなるように実装されています。圧縮率は元のファイルの約 30 ～ 80% です。スケーラブルな圧縮の利点には、下位互換性の提供が含まれます。これにより、AAL に対応していない古いデバイスでも、AAL フォーマットを理解しなくても ATRAC3 ストリームを再生できます。また、ポータブル オーディオ デバイスと PC 間の転送速度が速くなります。[ 16 ]
ATRAC Advanced Losslessは、旧型のウォークマンプレーヤーおよびSonicStageバージョン4以降で広くサポートされています。SonicStage 4では、ミニディスクプレーヤー、PlayStation Portable、PlayStation 3へのATRAC Advanced Losslessのダウンロードが可能です。最新のウォークマンプレーヤーはATRAC Advanced Lossless/ATRACをサポートしていません。
AALが採用している「コア」（非可逆）ストリームと「残差」（補正）ストリームという構成は、Opus、MPEG-4 SLS、DTS-HD Master Audio、Dolby TrueHD、Ogg Vorbisのビットレート分離といった方式の考え方と類似しています。実際、AALはこの方式を採用して商用市場に初めて登場し、後方互換性を確保しました。
WavPackのハイブリッドモードとOptimFROG DualStreamは同じカテゴリに属しますが、補正ストリームを別のファイルに保存します。
ソニーによると、ATRAC9はゲーム向けに最適化された高圧縮オーディオコーデックで、低遅延（粒度）と低CPUおよび低メモリ使用量を実現しています。PS5、PS4、PS Vitaコンソールで使用されています。FMODやAudiokinetic Wwiseなどのオーディオミドルウェアがサポートしています。[ 17 ] [ 18 ] ATRAC9はゲームの範囲外ではBluetoothオーディオ伝送に使用され、このバリアントは商用的にはLDAC と呼ばれています。
FFmpegにはATRAC9デコーダの実装[ 19 ]があります。