ネットワーク環境で音質が変わるのか試してみた

真相を突き止める為に我々はアマゾンへ飛んだ。

オッサンは音楽が好きだ。だから音楽を良い音で聴きたいという欲求は普通の人よりも強いつもりだ。だから、より良い音質を求めて試行錯誤するヒトの気持ちはわかるし、自分でもできる範囲で音質を良くすることができればと思っている。

音質向上への道

音質向上と言っても様々な手法があるのだが、オッサンが思いつく範囲で書いてみると…

初級

• オーディオ機器を変える
• デジタル音源を変える

アンプやヘッドホン、スピーカーなどのオーディオ機器を変えるのは、概ね投資した額に見合った部品や技術が製品に投入されているであろうから音質向上の効果は体感しやすいと思う。デジタル音源についても、mp3などの圧縮音源よりCD音源、CD音源よりもハイレゾ音源のほうが音質がいいというのは同じ曲でもファイルサイズが大きくなればその分音源に含まれる情報量が多いのだろうということで音質が向上する理由として納得はいく。

オーディオ機器	スマホ < DAP <<<<< 高級オーディオ
デジタル音源	mp3などの圧縮音源 < CD << ハイレゾ

まぁ、投資額やファイルサイズという数字で表せるので理解しやすいというだけで、実際に体感できるかは個人によるのだが。

中級

• ケーブルを変える
• 電源を変える

アンプとヘッドホン・スピーカー間のアナログ伝送路のケーブルを変えると音質が変わるというのはわりとよく聞く話だし、電源を変えることでより安定した再生が行えたり、電源系統から発生するノイズが音質に影響を及ぼす、というのもオーディオ機器の開発インタビューとかで目にすることがあるのでわからないことはない。ただ、この分野はオーディオ機器やデジタル音源への投資と比較して効果のほどが体感しにくそうなので、正直な所なかなか手を出しづらいゾーンである。

上級

• ネットワーク環境を変える

ゴメン、ちょっと何言ってるかよくわからない

例えば、デジタル音源を自宅内のNASに配置して、家庭内のネットワークを介して対応オーディオ機器で音楽を再生するというような、デジタル音源をネットワーク経由で再生する「ネットワーク・オーディオ」においてはネットワーク環境が必須となる。だからといってそのネットワーク環境が音質に影響を与えることなんてあるのだろうか？そんな馬鹿な…いや、だがしかしひょっとしたら何かしらの影響があるのかもしれない。オーディオというのはそれほど奥が深いものなのだ。ということで、

実際に試してみようではないか。

検証環境

ネットワークで音質が変化するのかを試すには、まず次のものを用意しなければならない。

• ネットワーク・オーディオ機器
• デジタル音源
• ネットワーク環境

ネットワーク・オーディオ機器

ネットワーク・オーディオに対応したオーディオ機器としてはスマホでもいいのだけれども、スマホごときでは繊細な音質の変化が聴き分けられない可能性は非常に高い。何としてもその事態は避けたいので今回は以下の構成とした。

PC	SONY VAIO S15	OS:Windows10, CPU:Corei7(3612QM),MEM:8GB,SSD
再生ソフト	foobar2000(v1.3.10)	Super Audio CD Decorder(0.9.7)
USB-DAC	DENON DA-10	再生周波数範囲:2Hz-96kHz
ヘッドホン	SONY MDR-1RBTMK2	再生周波数範囲:4Hz-80kHz
ケーブル	SONY MUC-S12SM1	ツイストペア構造,銀コートOFC

PCとUSB-DACをUSBケーブルで接続し、PC上のfoobar2000でネットワーク上のデジタル音源を再生する。この時、USB-DACとヘッドホンを高品質のヘッドホンケーブルで接続することで些細な音質の変化も聴き逃さない。ココだけの話、このネタの為にUSB-DACを買ったのだが、購入時の試聴の際にヘッドホン付属のケーブルを失くしてしまうというアクシデントが発生しまったのでヤケになってさらに上級なヘッドホンケーブルを買うことで再生環境のスペックは向上したが、貯金の残高は予想外の出費で減少することとなった。

デジタル音源

USB-DACであるDA-10は、DSD(5.6MHz)のネイティブ出力に対応しているので今回はその性能を最大限に活かせる音源を探した。

Tokyo Cinema Jazz Trio -フライ・ミー・トゥー・ザ・ムーン(5.6MHz/1bit)

www.e-onkyo.com

◆ ジャズジャパン《アルバム・オブ・ザ・イヤー》高音質ソフト部門受賞

大坂昌彦率いる東京キネマ・ジャズトリオ2ndアルバムはオーディオファンも注目の
ネイティヴDSD11.2MHzによる驚異のハイエンド・サウンド！

ネイティブDSD録音なので肌でDSDを感じることのできる音源に違いない、というのが選考の理由。あとDSD作品ってアルバム単位でしか販売してない殿様商売なものが多かったのでバラ売りしていたのはありがたかったし、正直ジャズよく知らないけどこの曲ならまあ知ってます的な、まあそんな感じのチョイス。とにかく、今回の環境でデジタル音源としてはこれ以上には考えられない高音質な素材であり、4分30秒程度なのにファイルサイズが370MBという、ネットワーク経由での再生を考えた場合に経路上をデータが流れる時間も長くなるので今回の実験にはもってこいな素材である。

ネットワーク環境

さて、これまで紹介したデジタル音源をネットワーク経由で対応オーディオ機器で再生できるようにすればネットワーク・オーディオの検証環境は完成である。

仮に、ネットワーク環境の違いで音質に差がでるとするならば、家庭内ネットワークのようなエリアの狭いローカルネットワークでの再生では、再生機器となるPCのネットワーク接続を有線LANと無線LANで変えたところでそれほど明確な差がでるとは思えない。ていうか、そんな微かな音質の違いを聴き分けられる程の高性能の耳も持っていない。かといって、ネットワークエミュレータを導入してネットワーク品質を意図的に変化させようと思うと、新しくPCを買う羽目になるのでそんなのお父さんのお小遣いじゃ無理、ていうかやり過ぎだということで、いでよ、

アーマーゾーンー！！

一般の人にはあまり知られていないのだけれども、Amazonさんはクラウドサービスを提供している。

アマゾン ウェブ サービス（AWS）とは | AWS

で、今回は数あるサービスの中からコイツを使ってみよう。

Amazon S3（拡張性と耐久性を兼ね揃えたクラウドストレージ）｜AWS

クラウドストレージなら、DropboxとかMicrosoft OneDriveとかGoogleドライブでいいじゃないかだって?

リージョン(場所)が選べるんですよ。AWSならね。
AWS グローバルインフラストラクチャ | AWS

今回は以下のリージョンをチョイス。

印	リージョン	国
A	Tokyo	日本
B	Oregon	アメリカ
C	Ireland	アイルランド
D	Sydney	オーストラリア
E	Sao Paulo	ブラジル

ということで、これらの場所にデジタル音源ファイルを配置して、HTTPでダウンロードしながら再生する形でネットワーク再生時の音質の変化をチェックしてみよう。え？DLNAじゃないのかですって? DLNAというのはただのガイドラインでDLNA自体は通信プロトコルではないのである。

osa030.hatenablog.com

そんな訳で実際の音源等のメディアの転送には、一般的な通信プロトコルを使っている。

DLNA Guidelines — SpireSpark International

Functional Components	Technology Ingredients
Media Transport	HTTP (Mandatory) , HTTP Adaptive Delivery (DASH) and RTP

メディア転送に用いる通信プロトコルとしてはRTPもあるらしいけども、インターネット経由なので今回はHTTPで。ていうか、RTPでやろうとするとS3じゃなくてEC2を使って色々としないといけないので超面倒くさいので却下。ということで、Amazon S3にファイル配置してみる。

• リージョン(国)単位にバケットを作る。

• DSDファイルをアップロード。

• 実験用にHTTPでアクセスできるようにする。

• A～Eまで繰り返す。

準備完了。

ネットワーク環境の違い

さて、Amazon S3に音源の配置が終えた所で、実際にどの程度ネットワーク環境の違いがあるか検証してみようではないか。

遅延

各リージョンのドメインに対してpingコマンドでどれくらい遅延があるのかを調べてみる。実際はラウンドロビンで毎回サーバが変わるしS3のコンテンツが配置されているのはさらにその奥だろうと思うので参考程度で。

$ ping s3-ap-northeast-1.amazonaws.com

s3-ap-northeast-1.amazonaws.com [54.231.229.18]に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
54.231.229.18 からの応答: バイト数 =32 時間 =14ms TTL=55
54.231.229.18 からの応答: バイト数 =32 時間 =14ms TTL=55
54.231.229.18 からの応答: バイト数 =32 時間 =14ms TTL=55
54.231.229.18 からの応答: バイト数 =32 時間 =14ms TTL=55

54.231.229.18 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、
ラウンド トリップの概算時間 (ミリ秒):
    最小 = 14ms、最大 = 14ms、平均 = 14ms

ラウンドトリップの概算時間というのが、コマンドを実行したPCから宛先のサーバまでICMPのechoリクエストを投げて宛先のサーバからICMPのecho-replyを受信するまでの時間、つまりパケットの往復時間だ。

印	リージョン	国	RTT平均
A	Tokyo	日本	14ms
B	Oregon	アメリカ	130ms
C	Ireland	アイルランド	275ms
D	Sydney	オーストラリア	122ms
E	Sao Paulo	ブラジル	302ms

こうしてみると物理的な距離が通信に影響しているのがよくわかる。Tokyo(日本)とSao Paulo(ブラジル)では約20倍も遅延時間が変わっているのを見ると、インターネットで繋がっていても地球の裏側は遠いということである。

転送速度

次は、HTTPでのダウンロード速度を計測。実際の再生時はHTTPでダウンロードしながら再生するわけなので、ここが重要なポイントになるはず。

$ curl -o tokyo.dsf https://s3-ap-northeast-1.amazonaws.com/ponkotsu-audio-occult-tokyo/xxxxxx.dsf
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100  370M  100  370M    0     0  7694k      0  0:00:49  0:00:49 --:--:-- 6891k

印	リージョン	国	Time Spent	Average Dload
A	Tokyo	日本	54秒	6941k
B	Oregon	アメリカ	1分34秒	4001k
C	Ireland	アイルランド	2分34秒	2451k
D	Sydney	オーストラリア	1分17秒	4925k
E	Sao Paulo	ブラジル	2分32秒	2482k

やはり距離が影響している模様。先程のpingの測定結果と多少速度の順位が変動しているのだが、どちらも1回しか計測していない上に、実際のファイル配置先からのHTTPダウンロードとなるので色々と変動要因が多いからこんなもんである。
ともかく、A～Eでそれぞれネットワーク環境が異なることはなんとなく把握できた。

ネットワーク経由で再生してみた

よーし、パパ再生しちゃうぞー。
実はfoobar2000、コマンドラインでHTTPのURLを指定するとHTTP経由で音源を再生できるのだ。

再生方法

$ foobar2000.exe https://s3-ap-northeast-1.amazonaws.com/ponkotsu-audio-occult-tokyo/xxxxxx.dsf

• コマンドラインから実行した時の画面

• 再生中のファイルパスがURLになっている

一度再生するとダウンロードしたファイルがキャッシュされてしまう可能性がるので、IEの設定からキャッシュをクリアをして次のリージョンのURLで再生を繰り返す、という地道な作業を深夜に繰り返しながら聴き比べた結果がコチラです。

再生結果

印	リージョン	国	結果
A	Tokyo	日本	普通に再生される
B	Oregon	アメリカ	普通に再生される
C	Ireland	アイルランド	音が途切れてまともに聴けない
D	Sydney	オーストラリア	普通に再生される
E	Sao Paulo	ブラジル	音が途切れてまともに聴けない

え？　ちょ、マジか？　ネットワークで音質が！！！

す、すみませんバッファ・サイズを変えてませんでした。

4分30秒程度で370MBもあるファイルをネットワーク経由で再生するのに256KBのバッファでは流石にIreland(アイルランド)やSao Paulo(ブラジル)では無理があったようだ…。ということで、バッファ・サイズを最大の16MBに変更して再度チャレンジ。

印	リージョン	国	結果
A	Tokyo	日本	普通に再生される
B	Oregon	アメリカ	普通に再生される
C	Ireland	アイルランド	(開始が遅いが)普通に再生される
D	Sydney	オーストラリア	普通に再生される
E	Sao Paulo	ブラジル	(開始が遅いが)普通に再生される

Ireland(アイルランド)やSao Paulo(ブラジル)は転送速度が遅いのでバッファリングで再生開始に時間がかかってしまったが、今回は音が途切れることもなく普通に再生された。

音質の違い

さて、いよいよ肝心の音質である。

Tokyo(日本)

政治やビジネスの中心であり、若者文化の発信地であると同時に、日本のものづくり文化を支える町工場地域や江戸の文化を今に残す風情が残っているという、様々な趣きが点在している巨大都市、それが東京の魅力であり、奥深さと言えるのかも知れない。
そんな東京経由で再生される曲にはまさにその奥深さを感じさせる何かを感じたのは気のせいだろうか。なんていうんだろうね、アレ、江戸しぐさっていうの？

Oregon(アメリカ)

北米西海岸に位置する、大自然の宝庫オレゴンは、アメリカの中でも最も美しい州のひとつであり、日本の本州と四国を合わせた面積とほぼ等しい広大な土地はそれぞれ異なった地理的特徴を持つ7つの地域に区分する事が出来、多様性に富んだ州と言える。
そんなオレゴン経由で再生される曲を聴くと、その大自然の優しさに包みこまれたような癒やしの中に開拓者精神のような自由さ、荒々しさを感じたような気がしないでもない。そんなオレゴン州にある都市ポートランドは全米で住みたい都市No.1とのことである。

Ireland(アイルランド)

イギリスの西隣に浮かぶアイルランド島の大半を占める国、それがアイルランド。美しい緑の森や草原で覆われた国土は「エメラルドの島」と呼ばれ、ケルト民族の古くから伝承された数々の神話から「妖精の住む国」とも称されている。
そんなアイルランド経由で再生される曲には、フレンドリーな国民性に通じる温もり、時として紛争経験による隣国への敵対心が垣間見えるような感情の息吹を感じたらよかったのに。アイルランド出身のアーティストと言えばU2が有名であるがアメリカに行ってからあいつら変わっちまったよ。

Sydney(オーストラリア)

ニューサウスウェールズ州にありオーストラリア随一の大都市シドニー。19世紀頃までイギリスの植民地とされ、ゴールドラッシュにより急速に都市化が進み、シドニーほど移民文化を深く受け入れている都市はないといわれている。
そんなシドニー経由で再生された曲を聴くと、コアラを抱いて癒やされたい、そんな想いを強く胸に抱くようになるのだが、シドニーのあるニュー・サウス・ウェールズ州では法律で禁止されていることを知って深い悲しみに包まれてしまう。

Sao Paulo(ブラジル)

パウリスタ大通り サンパウロは サンパウロ州の州都であり、 人口1500万を超える南米最大の近代都市です。 私の率直な感想を申し上げると ビジネスの街といったイメージでしょうか。
観光のために訪れるところではないような気がします。
観光するとしたら、サッカーが中心になると思います。
モルンビーのスタジアムにトヨタカップの予選を見にいったことが ありますが、ブラジル人のサッカーへの関心への高さはすごいです。 当日でもダフ屋がいますし、7.8万人入場できる巨大なスタジアムなので 試合前にチケット売り場で定価でチケットは買えると思います。
試合の前も後もタクシーでスタジアムまでは向かったほうがよいと思います。
サッカー場の盛り上がり方は異常ですから、トラブルに巻き込まれる 可能性が高いですし、帰りにバスを乗ることはまずできないと思います。 乗車率200%といったかんじになっています。
サッカーは水曜日の夜と、土曜日か日曜日の昼に行われていることが多いです。
また、シュラスコ専門店があるので、旅行者は私たちがイメージしているとおりの、 大きな鉄串に刺されて焼かれた肉を食べることができると思います。

ウィイターが肉を持ってまわってくる形態のお店は サンパウロのような大きなところでないと 見かけません。
毎年カーニバルの期間はかわるのですが、 2月初旬から3月初旬の間にはサンバカーニバルもサンボドロモで行われます。 リオのカーニバルが非常に有名ですが、 サンパウロのカーニバルもメディアでよく取り上げられているので 同じようにすごいのだと思います。

http://www.mucha-suerte.com/ciudad_brazil/saopaulo01.html

そんなサンパウロ経由で再生された曲を聴くと、そういえばタバスコってアントニオ猪木が日本に広めたっていう話を聞いたことがあるんだけれども本当なのかなという気になってしまう。ただ、残念ながらタバスコはアメリカ産調味料なのであるが。

つまり、

全くもって違いがわかりません…。

そんなバカな！なにかしら変化があるに違いない。

品質チェック

オッサンのハイレゾすら聴き分けられないポンコツ耳なんてあてにならない。そうだ、「ネットワーク環境の違い」「転送速度」でダウンロードしたファイルを元に検証してみようではないか。

ファイルサイズ

$ ls -l
total 2275800
-rw-r--r-- 1 ponkotsu 197609 388402515 4月  29 23:39 ireland.dsf
-rw-r--r-- 1 ponkotsu 197609 388402515 4月  29 23:34 oregon.dsf
-rw-r--r-- 1 ponkotsu 197609 388402515 4月  29 23:47 saopaulo.dsf
-rw-r--r-- 1 ponkotsu 197609 388402515 4月  29 23:41 sydney.dsf
-rw-r--r-- 1 ponkotsu 197609 388402515 4月  29 23:29 tokyo.dsf
-rw-r--r-- 1 ponkotsu 197609 388402515 4月  29 22:01 Tokyo_Cinema_Jazz_Trio-フライ・ミー・トゥー・ザ・ムーン.dsf

ファイルサイズ上は全く変わらないようにみえる。

波形

ファイルサイズが一緒だとしてもファイルの中身が変化している可能性だって否定できないじゃないか！という意見だってあろう。オッサンもそう思って波形を表示してみることにした。

以下の製品でDSDの波形を表示してみた。

TASCAM Hi-Res Editor | 製品トップ | TASCAM

• ローカル音源

• Tokyo(東京)

• Oregon(アメリカ)

• Ireland(アイルランド)

• Sydney(オーストラリア)

• Sao Paulo(ブラジル)

え？

な、なんか違うのコレ…。

そう言えばオッサンは視力が悪いのであった。

チェックサム

こうなったら最終手段で、ファイルのチェックサムを照合してみましょう。これが違えばファイルサイズが同一でも何かしら違いがあるはずなのだ。

$ md5sum.exe *
97970daea5a7cdef0a45508d4f5c9401 *ireland.dsf
97970daea5a7cdef0a45508d4f5c9401 *oregon.dsf
97970daea5a7cdef0a45508d4f5c9401 *saopaulo.dsf
97970daea5a7cdef0a45508d4f5c9401 *sydney.dsf
97970daea5a7cdef0a45508d4f5c9401 *tokyo.dsf
97970daea5a7cdef0a45508d4f5c9401 *Tokyo_Cinema_Jazz_Trio-フライ・ミー・トゥー・ザ・ムーン.dsf

全く一緒。

今回の結論

残念ながら、今回全世界を股にかけて検証してみたにもかかわらず、音質には変化がみられないようであった。まあHTTPだから、TCPで再送するのでデータ欠損とかありえないし、そもそもそれで音質が変わるなら最初に音源配信サイトで音源を購入してダウンロードした時点で品質が変わってしまうと思うのですが…。*1ということで

信じるか信じないかはアナタ次第です。

DENON ポータブルヘッドホンアンプ ハイレゾ音源対応/USB-DAC搭載 プレミアムシルバー DA-10-SP

SONY 密閉型ワイヤレスヘッドホン ハイレゾ音源対応 Bluetooth対応 マイク付 MDR-1RBTMK2

ソニー SONY ヘッドホンケーブル 1.2ｍ ステレオミニプラグ MUC-S12SM1

*1:勿論、家庭内ネットワークでRTP(UDP)を利用してメディア転送しているのであれば、ネットワーク環境によってはパケットロスが発生すると音飛び等、正しく再生されない可能性はあると思うのでそういう場合は何かしら効果があるかもしれません。