dbx (ノイズ低減)

dbx は、同名の会社によって開発されたノイズ低減システムのファミリーです。最も一般的な実装は、アナログ テープ録音用と、それほど一般的ではないがビニールLP用の dbx タイプ I と dbx タイプ II です。dbx -TVと呼ばれる別の実装は、北米およびその他の特定の TV システムにステレオ サウンドを提供するために使用されるMTSシステムの一部です。dbx , Inc. という会社は、ダイナミック ノイズ低減(DNR) システムにも携わっていました。

オリジナルのdbx タイプ Iおよびタイプ IIシステムは、いわゆる「リニア デシベルコンパンディング」に基づいていました。これは、録音時に信号を圧縮し、再生時に信号を拡張するものです。これは、1971 年にdbx 社のDavid E. Blackmerによって発明されました。^{[1] [2]}

1982年、ポータブルオーディオやカーオーディオ用に集積回路上の小型dbxタイプIIデコーダーが開発されたが、これを利用したのはパナソニックのポータブルカセットプレーヤーや三洋のカーステレオなど少数の機器のみであった。^[3] dbxはソニーのウォークマンなど非dbxプレーヤーで使用できるデコーダーであるPPA-1サイレンサーを販売した。^[4]このチップのバージョンには、dbxタイプBノイズリダクションと呼ばれるドルビーB互換のノイズリダクションデコーダーも含まれていた。これはドルビーの特許（商標ではない）の有効期限が切れた後に可能になった。

ソフトウェア実装が開発されている。^{[5] [6] [7] [8]}

磁気テープは、磁気的に帯電して信号を記録できる微小な粒子で構成されています。粒子のサイズとテープの搬送速度によって、メディアが記録できる最大周波数が決まります。高忠実度録音の場合、リール式オーディオテープ録音は通常、15インチ/秒または7.5インチ/秒（38 cm/秒または19 cm/秒）のテープ速度で機能しますが、一定の録音量に対して大量のテープが必要になります。低忠実度録音は3.75 ipsまたは1.875 ipsで行うことができます。これにより、特定のテープでより長い録音時間が可能になりますが、高周波ノイズが多くなります。^[9]

カセットテープは音質ではなく利便性を重視して設計されており、オープンリールに比べて比較的小さいテープに最大限に録音時間を稼ぐために1.875ips（4.75cm/s）で再生された。このためテープヒスが顕著に発生した。信号のダイナミックレンジを制限する幅の制限と相まって、ヒスは信号の高周波、特に低音量の高周波を圧倒する傾向があった。^[9]

1970年代には、いくつかの新しいタイプの磁気記録フィルム、特に「クローム」と「メタル」が導入され、より小さな粒子を使用することで、テープヒスをはるかに高い周波数に押し上げました。同じ時期に、dbxやドルビーなどのノイズ低減システムは、従来のメディアを使用して同じことを試み、電子機器を通じてテープノイズに積極的に対処しました。^[9]

dbx タイプ I とタイプ II は、「コンパンディング ノイズ リダクション」の一種です。これらのシステムは、まず信号のダイナミック レンジをテープに安全に録音できる範囲に圧縮することによって機能します。このタイプの圧縮、つまりダイナミック レンジ圧縮は、大きな音をミュートし、小さな音を増幅して、録音の音量をはるかに均一にします。再生時には、ダイナミック レンジが同じ量だけ拡張されるため、音量の小さい音は再び音量が小さくなり、その逆も同様です。圧縮と再拡張の組み合わせから、コンパンディングという名前が付けられています。コンパンディングは、ノイズ リダクションの分野以外でも役立ちます。カセットでは、メディアが飽和するまでに 40 デシベルのダイナミック レンジがあるかもしれませんが、コンサートのライブ録音などでは、元の信号は 70 デシベルを使用する場合があります。この場合、2 対 1 でコンパンディングすると、35 デシベルの範囲の信号になり、クリッピングなしで録音できます。^[9]

この技術がノイズ低減に有効な理由は、テープヒスが一定の低音量信号として現れるためです。信号が圧縮されずに元の形式で録音されると、ヒスノイズの量はより小さな音と同じ音量になり、それらを完全に隠します。しかし、録音前に信号を圧縮すると、それらの小さな音がより大きな音量で録音されるため、小さな音でさえノイズよりも大きくなります。これにより、信号対雑音比が向上します。^[9]

信号が再拡大されると、テープヒスもそれとともに拡大され、音量も大きくなります。ただし、このプロセスを通じて信号対ノイズ比は（ほぼ）一定のままであるため、結果として得られる出力は、この高い信号対ノイズ比を維持します。結局のところ、録音の「ソフト」部分ではテープヒスが大きくなりますが、録音自体は（うまくいけば）常に音量が大きく、ヒスがはるかに目立たなくなります。^[9]

テープヒスは高周波数に限られることに注意してください。つまり、主に低周波数の信号には必ずしもノイズ低減は必要ありません。代わりに、ローパスフィルターですべての高周波数をロールオフするだけで、ヒスノイズはほぼ消えます。^[9]

信号に高音量セクションと低音量セクションが含まれているとします。録音中、これらの信号は圧縮されてレベルがかなり近くなるため、高音量セクションはテープを飽和させず、低音量セクションはテープヒスよりも大きくなります。再生時には、音量の大きいセクションにはほとんどミュートがかかっていないか、まったくかかっていないため、テープヒスも自然な音量のままです。録音中に増幅された低音量セクションが再生されると、エキスパンダーによって元のレベルにミュートされます。これにより、テープヒスもミュートされます。^[9]

これにより、再生中にテープヒスの音量が変わります。元の信号にヒスノイズよりも高い周波数が含まれている場合は、あまり目立ちませんが、低い周波数の場合は簡単に聞こえます。テープヒスの上昇と下降は、マイクに向かって何かが息をしているように聞こえるため、「ブリージング」と呼ばれていました。^[9]

これに対処するために、dbx は元の信号の強力な高周波「プリエンファシス」を使用します。これにより、高周波サウンドがコンプレッサーに送られる前に増幅されます。これにより、コンプレッサーは特定の状況でゲインを「下げ」、ノイズ変調の可聴性を低減します。このプリエンファシスを使用しても、カセット形式など、最初から非常にノイズの多いメディアを使用すると、ノイズ変調が聞こえる場合があります。

dbx タイプ I システムは、ノイズ低減前の信号対雑音比 (S/N) が少なくとも 60 dB で、-3 dB 周波数応答が少なくとも 30 Hz ～ 15 kHz であるプロ仕様の録音メディアで使用することを目的としています。このシステムは、メディアの音量と周波数応答がほぼ直線的であることを前提としています。

dbx タイプ II は、S/N が低く、周波数応答がはるかに制限されている、ノイズの多いメディア向けです。制御信号パスでは、dbx タイプ II プロセスによって高周波および低周波応答がロールオフされ、周波​​数応答エラーに対するシステムの感度が低下します。ロールオフは制御パスのみで行われるため、可聴音には影響しません。消費者向け dbx デコーダーの dbx タイプ II「ディスク」設定では、オーディオ パスと制御パスの両方でさらに 1～3 dB の低周波ロールオフが追加されます。これにより、レコードの歪みや低周波のランブルによる可聴ミストラッキングからシステムが保護されます。

どちらのシステムも 2:1 圧縮を使用し、まったく同じ量のノイズ低減とダイナミック レンジの改善を提供します。つまり、最終結果は同じですが、相互に互換性はありません。

dbx とDolby のノイズ低減システムはどちらも、ノイズを制御するためにコンパンディングを使用しています。コンパンディング プロセスの周波数応答に対処する方法が異なります。dbx は単一の周波数プリエンファシス システムを使用しますが、Dolby はそれぞれ異なる周波数帯域用に 4 つの独立したプリエンファシス アンプを使用します。テープ ヒスは主に高周波音で問題となるため、Dolby は低周波よりも高周波ではるかに強力なプリエンファシスを使用します。つまり、低音量の低周波信号ではコンパンディングがほとんどまたはまったく行われない可能性がありますが、高周波では同じ音量で圧縮前に高い音量レベルに強くプリエンファシスされます。^[10]

別々のプリエンファシス「エンコード曲線」を使用することで、全体的な圧縮を dbx の場合よりも大幅に少なくすることができます。dbx では常に 2 対 1 です。会話などの低周波数信号の場合、ドルビーはまったく圧縮を適用しない場合があります。対照的に、dbx はこれらの信号を圧縮し続け、その場合、テープ ヒスも再生時に再拡張され、音量の変化に応じて継続的に変化します。^[11]

dbxノイズ リダクションは、カセット テープ メディアのダイナミック レンジを広げ、ノイズを減らしましたが、圧縮された録音は dbx 非対応機器で再生すると音質が悪かったため、消費者市場では広く普及しませんでした。dbxが導入された時点では、Dolby B がすでに広く使用されていました。Dolby ノイズ リダクションでも圧縮が多少使用されていましたが、圧縮と拡張のレベルは非常に軽度であったため、Dolby でエンコードされたテープの音質は、Dolby 非対応機器で再生しても消費者にとって許容できるものでした。

• dbx タイプ I は、プロのレコーディングで広く採用され、特に業界で「セミプロ」フォーマットと呼ばれる、1/2 インチ 8 トラックや 1 インチ 16 トラックなどのフォーマットで使用されました。Tascamは、 4 トラック カセット レコーダーPortastudioに dbx タイプ II を組み込みました。
• Tascamの4 トラック カセット レコーダーPortastudioファミリーは、家庭愛好家にとって標準となりました。
• ドルビー ノイズ リダクションと比較した dbx タイプ I およびタイプ II の利点は、テープ デッキの出力レベルの調整が不要であることです。調整によりドルビー B および C のトラッキングが不正確になり、高音がこもってしまう可能性があります。
• しかし、dbx の高圧縮と強力な高周波プリエンファシスのため、dbx でエンコードされたテープは、Dolby B とは異なり、非 dbx システムでは実質的に再生できず、デコードせずに再生すると非常に耳障りな音がします。また、デコードされていない dbx 再生では、オーディオ レベルが絶えず上下し、大量の動的エラーが発生していました。

dbx タイプ II NR は最終的に自己完結型 LSI チップとして設計されましたが、dbx VCAとRMS信号分析に要求される極めて高い精度のため、決して安価ではなく、メーカーは自社製品に dbx チップを使用することをさらに躊躇するようになりました。

dbxはビニールレコードにも使用され、dbx discとラベル付けされていました。^[12]最も古いリリースは1971年または1973年^[要出典]ですが、その数は1977年または1978年^[要出典]から1982年頃までピークに達しました。 ^[13] Billboardは1981年8月に、dbxエンコーディングを使用したリリースの総数は200アルバムに近づくと予想されていると報じました。^[14] Discogsは1100アルバムについて言及しています。^[13] LPに採用されたdbx Type-IIシステムは、ほこりや傷の可聴性を減らし、それらを小さなポップ音やクリック音（そもそも聞こえる場合）にまで減らし、レコード表面のノイズも完全に除去しました。dbxでエンコードされたLPは、理論上、最大90dBのダイナミックレンジを持っていました。^[15]さらに、dbxのLPはオリジナルのマスターテープのみから制作され、コピーは使用されず、厚手の未使用ビニールのみでプレスされました。ほとんどがプレミアム価格で限定生産されました。

dbx K9 ノイズ低減カードは、当時すでにプロのリールツーリール録音スタジオで広く使用されていたプロ用ドルビー A シリーズ A-361 フレームに適合するように設計されました。

このカードの正式名称は K9-22 で、これは犬と猫のジョークです。K9-22 は、通称 Cat. 22 (K9 は「イヌ科」と発音します) と呼ばれる Dolby カードとピンおよびフォーム ファクタの互換性があります。

dbx 192 は、Nagra IV-Stereo レコーダー専用に設計されたエレガントな製品です。録音/再生のエンコード/デコード用のプッシュ ボタンが 1 つあり、Nagra の内部信号パスに直接統合されていました。電源は Nagra 電源から供給されていました。

dbx-TV ノイズ低減は、タイプ I およびタイプ II と共通する要素を持ちながら、基本的な点で異なり、1980 年代初頭に Mark Davis (当時は dbx、現在は Dolby Labs) によって開発されました。

dbx-TVは、ステレオアナログテレビ伝送の米国規格であるマルチチャンネルテレビサウンド（MTS）に含まれています。MTSをデコードするすべてのテレビデバイスは、最初はdbx社に、次に1989年にdbx社から分離され、1994年にMTSの特許を取得したTHAT社にロイヤリティを支払う必要がありましたが、これらの特許は2004年に世界中で失効しました。^[16]

20 dB を超えるノイズ低減が可能な dbx ノイズ低減技術は、1979 年の映画「地獄の黙示録」の再録音で使用されました。10 ～ 12 dB のノイズ低減しかできないドルビーA タイプ ノイズ低減技術は、映画のサウンドトラックを 70 mm プリントにマスタリングする最終段階でのみ使用されました。

dbx の改良版は、Colortek ステレオ フィルム システムでも使用されました。さらに、dbx タイプ II ノイズ リダクションは、MCA の Sensurround 特殊効果システムのモデル II およびモデル III のバリエーションの光オーディオ トラックで使用され、システム全体の基礎となりました。映画 Zoot Suit で使用された MCA の Sensurround+Plus は、35mm フィルム プリントの 4 トラック磁気サウンド フォーマットで dbx タイプ II を採用し、ダイナミック レンジが広くノイズのないステレオ サウンド トラックを映画に提供しました。

1979年に導入され、アメリカのナショナル・パブリック・ラジオがネットワーク番組を衛星経由で加盟局に配信するために使用した第1世代の公共ラジオ衛星システム（PRSS）は、 1キャリアあたり1チャネル（SCPC）のシステムで、アナログ（回復）信号対雑音比は約40dBでした。3:1に設定されたdbxモジュールは、システムのダイナミックレンジを拡大するために使用されました。通常、これはうまく機能しましたが、一部の低周波数では歪みが10% THDを超えました。また、dbxモジュールは圧縮されたオーディオを追跡する方法がさまざまであったため、拡張されたオーディオはアップリンクで圧縮されたものと正確には一致しませんでした。それでも、dbxの使用により、NPRは衛星システムでの高忠実度基準で知られるようになり、アナログ時代に高忠実度を要求した民間ラジオネットワークによる多数の民間ラジオ音楽番組やコンサートのアップリンクに民間放送局がNPRを選択しました。これらの問題の多くは、PRSS が 1994 年にフィードがデジタル送信される第 2 世代システムである SOSS (衛星運用支援システム) に移行したときに解決されました。

• ドルビーノイズリダクションシステム
• CXノイズ低減システム
• ハイコムノイズ低減システム
• UCノイズ低減システム

• Copeland, Peter (2009 年 2 月) [2008 年 9 月]。Redlich, Gert (編)。「アナログ音響修復技術マニュアル」。ロンドン、英国: 大英図書館サウンド アーカイブ (www.bl.uk.)。第 9 章。相互ノイズ低減。2017 年 11 月 5 日時点のオリジナルからアーカイブ。2017年 11 月 5 日に取得– Deutsches Hifi-Museum、ヴィースバーデン、ドイツ。(注: 英国の観点からかなり偏っていますが、それでも非常に知識が豊富です。)
• 「この dbx エンコード ディスクの制作方法 - カード A」。2017 年 11 月 5 日のオリジナルからアーカイブ。2017 年 11 月 5 日に取得。[1]
• 「dbx エンコード ディスク - カード B」。2017 年 11 月 5 日にオリジナルからアーカイブ。2017 年 11 月 5 日に取得。[…] dbx エンコード ディスク […] dbx エンコード ディスクは、レコード表面のノイズを事実上排除すると同時に、録音のダイナミック レンジを大幅に拡大する独自のエンコード/デコード プロセスを採用しています。dbx ディスクは、従来のレコードよりも約 30 dB 静かです。また、dbx エンコード ディスク上の音楽のダイナミック レンジは、録音セッション中に体験したものと同じであり、ダイナミック レンジが制限されている従来のレコードに比べて大きな利点があります。dbx エンコード ディスクによって、初めて、完全なダイナミック レンジと、純粋な静寂を背景にした音楽の存在感を楽しむことができます。dbx エンコード ディスクのサウンドは、通常、レコードの作成元であるマスター テープまたは直接のオーディオ信号のサウンドと区別がつきません。マスター テープに存在する無関係なノイズは、dbx ディスクのエンコード/デコード プロセスによって影響を受けないため、これらの録音に残ります。したがって、ノイズの観点からマスター テープが優れているほど、レコードの最終的な音質は良くなります。サウンド録音 (たとえば、ディスクへの直接録音やデジタル録音技術) の最近のおよび将来の改善によって得られる可能性のある聴覚上の利点は、煩わしいレコード表面のノイズが排除されて初めて最大限に実現されます。dbx エンコード ディスクはこの目的を達成します。[…][2]
• https://web.archive.org/web/20210523094543/https://dbxpro.com/en/products/2031 dbx タイプ III ノイズ低減
• https://web.archive.org/web/20201029203213/https://dbxpro.com/en/products/ieq15 dbx タイプ V ノイズ低減

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• dbxのオーディオ投資ページ
• ヴィンテージdbx、伝説のサウンド
• レトロHiFi: DBXディスク - おそらく聞いたことのない最高のもの