オーディオファイル形式

オーディオファイル形式は、デジタル オーディオデータをコンピューターシステムに保存するためのファイル形式です。オーディオ データのビット レイアウト (メタデータを除く) はオーディオ コーディング形式と呼ばれ、圧縮せずに保存することも、多くの場合は非可逆圧縮を使用してファイル サイズを縮小するために圧縮することもできます。データはオーディオ コーディング形式の生のビットストリームになることもありますが、通常はコンテナー形式または定義されたストレージ レイヤーを持つオーディオ データ形式に埋め込まれます。

オーディオ コーディング形式、生のオーディオ データを含むコンテナー、およびオーディオ コーデックを区別することが重要です。コーデックは生のオーディオ データのエンコードとデコードを実行し、エンコードされたデータは (通常) コンテナー ファイルに保存されます。ほとんどのオーディオ ファイル形式は、(オーディオ コーダーで作成された) 1 種類のオーディオ コーディング データのみをサポートしていますが、マルチメディア コンテナー形式 ( MatroskaやAVIなど) は、複数の種類のオーディオ データとビデオ データをサポートする場合があります。

オーディオ ファイル形式には、主に 3 つのグループがあります。

• WAV、AIFF、AU、またはヘッダーのない生のPCMなどの非圧縮オーディオ形式。注: wav では代わりに圧縮を使用できます。
• FLAC、Monkey's Audio (ファイル名拡張子) 、WavPack (ファイル名拡張子)、TTA、ATRAC Advanced Lossless、ALAC (ファイル名拡張子)、MPEG-4 SLS、MPEG-4 ALS、MPEG-4 DST、 Windows Media Audio Lossless (WMA Lossless)、Shorten (SHN) などのロスレス圧縮形式。 .ape .wv .m4a
• Opus、MP3、Vorbis、Musepack、AAC、ATRAC、Windows Media Audio Lossy (WMA lossy)などの非可逆圧縮形式。

主要な非圧縮オーディオ形式の 1 つであるLPCMは、コンパクト ディスク デジタル オーディオで使用される PCM と同じ種類であり、低レベル オーディオAPIおよびD/A コンバーターハードウェアで最も一般的に受け入れられている形式です。LPCM は生のオーディオ形式としてコンピューターに保存できますが、通常はWindows.wavではファイル、macOSではファイルに保存されます。オーディオ交換ファイル形式(AIFF) 形式は交換ファイル形式(IFF)に基づいており、WAV 形式は同様のリソース交換ファイル形式(RIFF) に基づいています。WAV と AIFF は、可逆および非可逆のさまざまなオーディオ形式を保存できるように設計されています。オーディオ データの前に、特定のサンプル レート、ビット深度、エンディアン、およびチャンネル数のLPCM など、オーディオ データの形式を宣言するための小さなメタデータを含むヘッダーを追加するだけです。WAV と AIFF は幅広くサポートされており、LPCM を保存できるため、元の録音を保存およびアーカイブするのに適したファイル形式です。 .aiff

BWF (Broadcast Wave Format) は、WAV の後継として欧州放送連合が作成した標準オーディオ形式です。他の機能強化の中でも、BWF では、より堅牢なメタデータをファイルに保存できます。欧州放送連合: 放送波形式の仕様(EBU 技術文書 3285、1997 年 7 月) を参照してください。これは、テレビや映画業界の多くのプロフェッショナル オーディオ ワークステーションで使用される主要な録音形式です。BWF ファイルには標準化されたタイムスタンプ参照が含まれており、別の画像要素との同期が容易です。AETA、^[1] Sound Devices、^[2] Zaxcom、^[3] HHB Communications Ltd、^[4] Fostex、Nagra、Aaton、^[5]、およびTASCAM のスタンドアロンのファイルベースのマルチトラック レコーダーはすべて、BWF を推奨形式として使用しています。

ロスレス圧縮オーディオ形式では、情報を失うことなく、より少ないスペースにデータを保存します。圧縮バージョンから、元の非圧縮データを再作成できます。

非圧縮オーディオ形式では、音と無音の両方が単位時間あたり同じビット数でエンコードされます。圧縮されていない 1 分間の無音をエンコードすると、圧縮されていない 1 分間の音楽をエンコードした場合と同じサイズのファイルが生成されます。ただし、ロスレス圧縮形式では、音楽は圧縮されていない形式よりも小さいファイルを占め、無音はほとんど スペースを占有しません。

ロスレス圧縮形式には、 FLAC、WavPack、Monkey's Audio、ALAC (Apple Lossless)などがあります。これらの圧縮率は約 2:1 です (つまり、ファイルは PCM の半分のスペースを占めます)。ロスレス圧縮形式の開発は、良好な圧縮率を維持しながら処理時間を短縮することを目的としています。

非可逆オーディオ形式では、オーディオ情報の一部を削除してデータを簡素化することで、ファイル サイズをさらに削減できます。もちろん、これによってオーディオ品質は低下しますが、主に心理音響学を利用したさまざまな手法を使用して、知覚される品質に最も影響の少ないサウンド部分を削除し、処理中に追加される可聴ノイズの量を最小限に抑えます。人気の高いMP3 形式はおそらく最もよく知られている例ですが、 iTunes Music Store にあるAAC 形式も一般的です。ほとんどの形式では、一般的にビット レートで測定されるさまざまなレベルの圧縮が提供されています。レートが低いほど、ファイルは小さくなり、品質の低下が大きくなります。

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