録音レベルが低い音源をノーマライズで解決してはいけない理由

音量の低いファイルをノーマライズすると「音が変わるからしてはいけない」という話を聞いたことがある人は多いと思います。そこで今回はノーマライズ音に与える影響についてまとめてみました。これを読めば作曲やミックスにノーマライズは必要なのかどうかを判断できることで無駄に悩まなくなり曲のクオリティアップにつながります。

また最後に「なぜ低い音源をノーマライズしてはいけないのか」について個人的なお話をします。

ノーマライズに疑問をもった理由

ノーマライズで音が変わるのか?そもそもその音の変化は誰でも聴けばわかるものなのか、一部のトップエンジニアの人たちにしかわからないことなのか。今まで具体的なその検証方法が行われているわけではないので、何が正解かわからないというのが実情です。

画像はめちゃめちゃ波形レベルが小さい画像がアップされていました。で私も結構やってしまうんですよ。めっちゃレベルの低いファイルの書き出しを…でそこで思ったのは「ノーマライズかければ良くないの?」という疑問しかし「ノーマライズは音が悪くなるよ」という話を聴いてどこかでノーマライズはボリュームを上げるのと同じ。という話を聴いて「音量を0dbに上げるだけなのになぜ音が悪くなるんだ?」という疑問が湧いてきたので調べてみました。

ノーマライズとは

音量正規化(ノーマライズ)とは、音響信号処理のひとつで、ある音声データ全体の音量(プログラムレベル)を分析し、特定の音量へ調整する処理である。 音声データを適正な音量に整えたり、複数の音声データの音量を統一する目的で用いられる。

wikiより

一言で言えば1番大きい音がゼロデシベルを超えないようにする音量調整の手法です。なので1番大きい音がゼロデシベルだとノーマライズはかかりません。ノーマライズとは自動でゼロデシベルを超えないように調整してくれる機能です。意味合い的には自分でやるフェーダー調整と意味は同じです。しかしノーマライズはフェーダー調整だけではないプロセスが入っているから「音が悪くなる」と思っている人が多いです。

音源比較方法

音の変化について調べる一般的な方法は同じファイルを2つ用意して1つは逆位相にするというものです。こうすることでお互いの音が打ち消し合って無音になります。これは2つのファイルが同じものである証拠なのですが片方をノーマライズして増加した分の音量をフェーダーで下げればどうなるか?

音が小さいと何が問題?

基本デジタルもアナログも割れないギリギリで録音することが大切なのは変わりません。アナログの場合は入力過大すぎるとアナログ特有のリミッターがかかり飽和感がうまれそれが味となることがありますが、デジタルの場合は入力限界のゼロデシベルを超えてしまうと「バリバリバリ!」音が割れてしまいます。

デジタルレコーディングにおいて音が小さいのがダメということではなく大きい音量でとった方がよりキレイにとれるよ!という感覚で覚えておいたらよい話です。(ここはまた別のときにお話します)

逆相チェックで確認

動画(サイン波が発生するのでボリューム調整をお願いします)

 

方法は同じサイン波を並べて片方を逆位相にします。(LogicProXではGAINというプラグインを使っています)当然逆位相にすると打ち消し合います。次に片方をノーマライズします。ノーマライズで増えた分をGAINのコントロールで下げ再び逆位相にすると打ち消し合って消えます。これで2つは同じデータであることがわかります。(これはミキサーのフェーダーでしても同じ結果がでます)

おまけ 24bitと32bitfで書き出した場合の違い

この状況で24bit書き出しをすると

もはやサイン波ではありませんが、これを32bitFで書き出すと

割れないwサイン波のまままぁ上記の使い方は一般的ではないですが、書き出しでこれだけ違いがあるということです。32bitFloatに関してはsleep Freaksさんのこの動画による説明がわかりやすいのでオススメです。

 

巷の声

https://twitter.com/StudioN7s/status/1044454407922888705

これらを見る限り画素数の問題が1番わかりやすいかもしれませんね」デジカメの画像も拡大していくとボコボコしてくる。あれと同じようなものみたいです。

Flonatichさんのつぶやきがすごいです。もう少し調べて加筆します。

効果音かBGMの場合ではノーマライズに対する受け止め方が違うのかもしれません。たしかに私もゲーム会社時代は使いまくっていました。

またしてもすごい情報が入ってきたw32bitってすごい世界なんなんですね。

こレ!確かに言われてみて思いました。ということで検証です!

Gainでも位相差は発生するのか?

これもGAINで+16dBあげたものをフェーダーで-16dBにして逆位相にすると打ち消し合って無音になるのでこちらもノーマライズ同様同じデータであることがわかります。

そもそも生録にノーマライズによるデータの違いは検証できない

今回はシンセ波形を使って100%再現可能な環境ですが、マイクを使った生録の場合に同じデータを揃えるのは不可能です。小さい音量で収録されてファイルをノーマライズすると当然フロアノイズも大きくなります。つまり音楽的に不必要なノイズも大きくなってしまいます。なので、ノーマライズを多用するべきではないのです。

さいごに

一般的なチェックをする限り、ノーマライズもゲインも「フェーダー調整でしかない」と言えそうです。これがアナログ的なプロセスを含むプラグインなどである場合は当然同じデータにはならないと思います。

しかしノーマライズやゲインで「音が変わる変わらない」を議論する前に「一曲でも良い曲を書け」というのが一番の検証結果な気がしています。

4 COMMENTS

ケンタウルス

初めまして。こちらのブログを読むのは初めてですが、この検証を拝読していろいろと違和感を覚えましたので、不躾な投稿させていただく失礼をお許しください。

違和感その1
この検証は、フェーダーでは全く劣化しないという前提が必要ですが、その根拠はありますか?
そもそも、ノーマライズによる劣化よりもフェーダーによる劣化の方が大きい可能性も排除しきれません。もちろん、劣化の度合いが同等である可能性やフェーダーによる劣化の方が小さい可能性もありますし、パラメーターによってその度合いが変化する可能性もありますが、いずれにしても、デジタル演算をしている以上、どのプロセスにおいても全く無劣化ということはあり得ない話です。
ついでに言うと、演算による劣化が起こりにくい部分ではありますが、位相反転の操作によって劣化した可能性も完全に排除することはできません。

違和感その2
> そうでない普通のファイルのボリュームを合わせます。
どのように合わせたのでしょうか?
インジケーターを目視して目分量で合わせたというのは論外ですが、具体的にとのような方法で合わせたのか、記載する必要があります。
「結果はこんな感じです」の音を聴く限り、かなりはっきりと正弦波が残っていますから、音量が完全に一致していない可能性も排除できません。音量が一致していても位相が変わっていれば正弦波は残りますが、この検証結果だけでは音量の不一致なのか、位相の不一致なのかがはっきりしません。
それでも、検証結果の音には揺れが発生しているのが分かりますから、劣化している事実は分かります。しかしながら、それがノーマライズによるものである証明としては不完全です。

違和感その3
以上2点だけでも検証として不完全ですが、ベンダーによる差異を考慮していない部分も違和感を覚えました。
ノーマライズの目的はひとつですが、真面目に演算していたら恐ろしく時間がかかるものを、いかに速く演算するかで各ベンダーが知恵を絞る部分でもありますから、当然ながら結果にも差が出るはずです。
ベンダーによって「これはやめておいた方がいい」というものもあれば、「これならさほど問題にはならない」というものもありそうです。録音ソースによって向き不向きということがあるかも知れません。
ノーマライズの一般論として述べるのであれば、複数の商品、複数の音源を比較しなければ客観性がありません。
ちなみに、エフェクトの質を比較するには、ソースとしてホワイトノイズを使用し、スペクトラムアナライザーで観察するのも有効です。

雑感
アナログミキサーだとDAWとは比較にならないほど劣化が起こります。増幅器やイコライザーを通る度に発生する歪は言うに及ばず、フェーダーを動かすと位相も動くのは当たり前、さらにノイズもたっぷり乗っかります。
それでも、ミキサーを通さずに音声信号をミックスすることはできませんから、先人は機器の癖を感じ取った上でベストなミキシングをして音を仕上げてきました。
DAWではノーマライスをしなくても信号が劣化する要因は無数にあります。それでも、アナログに比べれば劣化の度合いが激的に少ない環境であり、我々が神経を遣うべきことは別のところにたくさんあるのではないでしょうか。いくら劣化が少なくても、作った音楽がヘボかったら何の意味もありません。

もちろん、劣化はするよりはしない方がいいに決まっています。
それは、エフェクトはできるだけ最後に近い方でかけるとか、無加工のオリジナルファイルを保存しておいて、いつでもやり直しができる状態にしておくというような原則さえ守っていればよい話であって、完全無劣化を求めるのであれば、ゲインやフェーダーをいじることもできないし、極論を言えばアンプやスピーカーを通すこともできません。二進数のダンプデータを眺めて「あぁ、無劣化は最高」と悦に浸った日にゃ、完全に変態です。
結局、劣化は必ず起こるものという前提のもと、音楽制作のプロセスにおいて何を優先させるかという話ではないでしょうか。ノーマライズすることで作業の効率や質が上がったとすれば、そっちのメリットの方が大きいということもあるでしょう。
極端にレベルの小さい音源ファイルも、最終的には何らかの方法で必要な音量に上げる必要があるのですから、ノーマライズをしなくても演算による劣化は必ず発生します。その劣化の質と、それがどこで発生するかの違いだけです。

この記事の最大の違和感は、いかにもノーマライズだけが悪であるかのように断言していることでしょう。
せめて「ノーマライズによる劣化を調べてみた」程度であれば「検証方法が甘いな」だけで済んだのですが、ノーマライズだけがダメで他のプロセスは無問題であるかのようなストーリーが、何とも受け入れ難く感じられました。

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ckaaw805

考察、表現、の甘さすべてにおいてケンタウルスさんのご指摘どおりです。
これを検証という言葉で表現するには稚拙だったかもしれません。
ノーマライズだけを問題視している点においてはそのような意図はなかったのですが、
読み手の立場ではそうとれる内容であると感じます。

専門家であろうケンタウルスさんにはお見苦しい記事が多い中での
冷静かつ鋭い指摘ありがたく受け止めたいと思います。

記事を読んでいただいている時点でお気づきとは思いますが、
ケンタウルスさんの違和感に答えられるほどの知識は持ち合わせていません。

私の記事は趣味範囲の世界の知識を自分なりに解釈したものです。
ですからまだまだ知らないことのほうが多く、
専門家の人からみればお話にならない部分も多々あるのは重々承知です。

それをわかったうえで「今回の記事を読んでくれた人が
「どうなんだろう?」「ちょっと試してみるか」といったきっかけになれれば
嬉しいと思う程度でした。

今回の指摘を受けてよりよいブログにしていけるよう精進しますので、
また気になる記事がありましたら、読んでいただけるとありがたく思います。

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名無し

感じたことは前の方が述べた通りです。
僕の環境でも検証して動画に録ってみましたが条件は違いますが綺麗に打ち消しあいました。
https://www.youtube.com/watch?v=wI0kk8X0wis&t=31s

もしやどこかで別の処理が音源にされていませんか?
音源のゲインが非常に高いのでどこかでDAW内部のリミッターがかかっていたりしないでしょうか。

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ケンタウルス

厳しい指摘をさせていただいたにもかかわらず、ご丁寧な返答をいただき、ありがとうございました。

学術論文でさえ初歩的なミスが見つかることがありますし、慎重に書かれたものでも別の人に覆される可能性は常にあり、そうして議論が起こること自体に意義があるという考え方が一般的かと思います。
かつて義務教育で「正しいこと」として教えられていたことが、のちに訂正されて常識自体が変わることがあるというのも、大人の多くが体験していることでしょう。
そういう意味で、翌日の記事に書かれている「間違いOK」という趣旨は、基本的に理解できるものです。
とは言え、この種の話は検証方法さえ正しければ客観的な結論を得られるものですから、それほど遠大なテーマという訳でもありません。

この度の記事が多くの反響を呼んだことは、むしろ読み手の姿勢が問われた一件だと考えます。
UGさんの記事は、問題提起から始まり、検証の過程をつまびらかに開示した上で結論を導き出しています。この手順は論述として模範的であり、非常に説得力があります。
ただし、その結論に至る過程が不適切だったとしても、それに気づかない人を納得させてしまう力もあります。私はこの記事の検証過程に疑念を抱き、恣意的な「結論ありきのストーリー」ではないかとさえ思ってしまいましたが、Twitterでは鵜呑みにした人が肯定的にRTしている場面も多く見られました。今回に限らず、怪しい情報がまことしやかに出回ることは珍しくありません。
ノーマライズによって音が劣化しようが音に磨きがかかろうが全く人畜無害、損する人も得する人もいませんから、発信者であるUGさんに社会的な責任は全くありませんが、読み手側の素養と姿勢が試された場面ではあったと思います。

そういう私も、中学生時代にはトンデモ本に翻弄されて3年後に反証本に出会うまで呪縛が解けなかったことがあったり、近年も巧妙に作られたパロディーを一瞬真実だと誤解してしまった経験があります。それだけに、流れて来た情報には一層慎重になってしまうところがあるのも正直なところです。

この記事は、内容の妥当性はともかく、検証の過程がきちんと書かれていたために、私は疑念を具体的に指摘することもできましたし、リプライを受け入れる姿勢をお持ちであったことについては大変評価しております。
もしかしたら、また気になる情報がこのブログから流れて来たら不躾な投稿をさせていただくことがあるかも知れませんが、ご自身のブログですので、思う存分自己表現していただければと思います。

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