M4A と MP3: どちらの音質が優れていますか?

私たちのほとんどは、音楽や電子書籍を聴いたり、ポッドキャストやサウンドトラックを操作したり、サウンド コンテンツを制作したり、カバーやアルバムをストリーミングまたは共有したりするなど、日常的にオーディオ ファイルを操作します。あなたが通常のユーザーであっても、ハイエンドの再生機器を使用する経験豊富なプロフェッショナルであっても、現在のニーズには M4A と MP3 のどちらのデジタル オーディオ形式が適しているのか疑問に思うかもしれません。このガイドでは、デバイスの互換性、圧縮、ファイル サイズ、適切なアプリケーション、および結果の品質に基づいて、両方の形式の種類の概要を説明します。

M4Aフォーマットとは何ですか?

M4A は、MPEG-4 Part 14 (MP4) と呼ばれる拡張形式に由来するオーディオ専用フォーマットです。 MP4 は、2001 年に ISO によって開発されたコンテナ形式で、オーディオ ファイルとビデオ ファイル、字幕と画像、さらにはトラック内のチャプタ マークやハイパーリンクなど、複数の種類のデータを保存できます。さまざまなファイル タイプを区別するために、対応する最後の文字を持つファイル名拡張子が導入されました。オーディオの場合は .m4a、電子書籍とポッドキャストの場合は .m4b、ビデオ ファイルの場合は m4v などです。 .mp4 の場合、オーディオの内容は変更されず、メディア プレーヤーで認識されます。

元々、MP4 形式は MP3 の後継として、より小さいファイル サイズで同等以上の品質を提供することを目的としていました。ただし、Apple がモバイル デバイスの標準として採用してから、より広く認識されるようになりました。 M4A は通常、ACC と呼ばれるコーデックを使用した非可逆圧縮を使用します。これは、基礎となるアルゴリズムによって無関係であるとみなされる元のオーディオ データの部分が、エンコードおよびデコードのプロセス中に失われることを意味します。 ALAC という別の圧縮形式もあります。これは、サンプル レートに応じて、サイズが大きくなりながらも高品質のロスレス オーディオ トラックを提供します。

M4A ファイルの長所

• オーディオ トラックの保存、ストリーミング、共有、および迅速な識別に便利なファイル拡張子。

• Apple のような著名な企業がこのオーディオ ファイル形式を継続的に使用していることは、M4A が今後も定着し、新しいリリースやアップデートで進化し続けることを示唆しています。

• 圧縮オーディオ形式であっても、変化する信号のサンプル ブロック サイズを小さくし、静止した信号のサンプル ブロック サイズを大きくすることで、品質が向上します。

• 強力な圧縮により、オーディオ ファイルのサイズが小さくなります。

M4Aファイルの短所

• この形式は世界中で再生できるわけではありません。サポートは PC、Apple 製品、およびサードパーティのメディア プレーヤーにのみ限定されています。

• ビット レートが低い場合、元のトラックには存在しなかったサウンド アーティファクトが検出される可能性があります。

MP3形式とは何ですか?

MP3 は、約 30 年前から存在する人気のあるオーディオ形式です。その正式名は MPEG-1 オーディオ レイヤー 3 で、このファイル形式は依然としてオーディオとサウンドの最も普遍的な選択肢の 1 つです。比較的小さいファイルでは、ビット レートに変動があり、それなりの品質が得られます。 MP3 ファイルを生成するロスレスの方法はありませんが、より高いビット深度とレートを使用することで、圧縮アーティファクトの存在と品質の問題を軽減できます。可変ビット レートでは、アルゴリズムはトラック全体で同じビット数を使用しません。代わりに、各オーディオ波形を分析して、より複雑でより高いコーディング精度が必要な部分を強調表示できます。

MP3 の背後にあるテクノロジーは、人間の聴覚の限界を利用することを目的としていました。人間の耳は、大きな音に圧倒される静かな音を聞き逃すことが証明されています。また、私たちは一般に、より高い周波数を区別することも苦手です。これらの心理音響モデリング効果を念頭に置いて、圧縮アルゴリズムは、元のオーディオのどの部分を保持するのに十分な重要性があるかを決定します。これは当初、データ ストレージを最適化するための大きな進歩であると考えられていましたが、残念なことに、違法なオーディオ配布の山火事にもつながりました。

MP3 ファイルの長所

• ファイル サイズが小さく、AIFF や WAV などの形式に比べて占有スペースが 10 分の 1 です。これにより、デバイスのメモリを節約し、デバイスの CPU を過剰に使用することがなくなります。共有やストリーミングに便利です。

• ほぼユニバーサルなサポート: 基本的なものから高度なものまで、ほとんどの種類のスマートフォン、オーディオ プレーヤー、録音システムで、すぐに MP3 ファイルを再生できます。

• 可変ビット レートとより高いサンプリングにより、オプションでオーディオ品質をアップグレードできます。

MP3ファイルの短所

• 考えられる品質の問題: 音の欠落、曲の歪み、元のオーディオには存在しなかったアーティファクトの出現。

• 音楽著作権侵害の違法な目的でサウンドトラックを汚す余地を残します。

• 圧縮は、一部の最新の形式が提供できるものと比較すると強力ではありません。

M4A と MP3 の主な違い

どちらのオーディオ形式も、圧縮符号化の新しい標準を設定するために ISO と IEC によって設立された連合である MPEG (Moving Picture Experts Group) を起源とする分野です。ただし、起源は似ていますが、MP3 と M4A の違いは非常に顕著です。 M4A は MP3 を追い越すことを意図していましたが、同等の人気と普遍的な配布には失敗しました。

デバイスの互換性

MP3 ファイルは非常に一般的であるため、ほとんどのサウンド システムがデフォルトでサポートしています。これらのトラックは、Android スマートフォン、車内、または PC で確実に動作します。 M4A にはそれほど幅広いサポート システムはありませんが、すべての Apple 製品と、macOS と Windows の両方で利用できる Quicktime Player などの一部の標準プログラムは M4A を認識します。 MP3 を Apple デバイスにインポートすることもできますが、その目的の形式は M4A のままです。

音声圧縮

圧縮は、フォルダーをアーカイブするのと同様に、ファイルをよりコンパクトにする手順です。これを実現するために、元のデータはサイズの小さい他の識別子に置き換えられ、置き換えアルゴリズムがエンコーダとデコーダの両方に通知されます。ほとんどの場合、この手順により元のオーディオのダイナミック レンジが縮小され、最高周波数と最低周波数の差が最小限に抑えられます。また、強力なオーディオパーティによって隠れてしまう小さな音やチャイムを取り除くこともできます。

MP3 と M4A はどちらも人間の知覚に基づいたファイル圧縮を使用します。私たちの耳は体積単位メーターや周波数カウンターほど正確ではないため、音のスペクトル全体を処理して理解することはできません。圧縮中に、品質に顕著な影響を与えることなく、一部のサウンド データが失われます。 M4A に付属のアルゴリズムはより選択的かつ積極的なものであるため、品質を大幅に低下させることなくファイル サイズを小さくすることができます。 M4A は、ALAC コーデックを使用した非圧縮オーディオ形式でも動作します。

オーディオの品質

特に標準装備とより高いサンプリングの場合、品質の違いは劇的ではありません。ただし、同じビット レートである 8 kb/s の最低値では、MP3 トラックで聞こえるのはビープ音とランダムな音だけです。 M4A は優れたオーディオ体験を提供しませんが、曲の歌詞を理解することはできます。 128 kb/s のレートでは、M4A の品質はすでに許容できるレベルであり、圧縮アーティファクトやノイズはイコライザーで簡単に除去できます。 MP3 は 320 kb/s で最もよく聞こえますが、対応する M4A と比較すると、依然として鮮明さが劣ります。

視覚的な比較: M4A と MP3

上記の情報をすべて要約すると、2 つの形式のどちらを選択するかは、通常音楽を再生するデバイスに大きく依存します。あなたが熱心な Apple ユーザーであれば、間違いなく M4A が最初の選択肢となるでしょう。また、MP3 の同じトラックよりも高品質を提供することもできます。 M4A は、サイズが小さいため、デバイスのメモリに対してより寛容です。専門的にサウンドを扱っている場合、またはトラックの品質を非常に気にするオーディオファンの場合は、ロスレス ALAC コーデックで圧縮されたファイルを検討してください。

この比較では MP3 は及ばないように見えますが、これは M4A がその後継となることを意図していたという考えによって裏付けられていますが、この形式を簡単に廃止すべきではありません。デバイスの高い互換性とグローバルな配布により、他のすべてのファイル タイプの中で重要な地位を占め続けています。 MP3 ファイルは、特に標準のヘッドセットまたはスピーカーを使用している場合、最高のビット レートで満足のいくオーディオ エクスペリエンスを提供できます。ハイエンド機器を使用して MP3 と M4A の 2 つの同一トラックを比較しない限り、ほとんどの場合、違いにはまったく気付かないでしょう。

結論

MP3 と M4A オーディオ ファイルには多くの類似点があります。その起源の歴史、デフォルトのコーデックに付属する非可逆圧縮アルゴリズム、他のハイエンド形式と比較してファイル サイズが小さい、ビット レートへの依存などです。 M4A は品質が高く、サイズがよりコンパクトですが、MP3 ほど再生デバイスとの互換性がありません。プロセス中に品質が損なわれないように、オーディオ コンバーターを使用してある拡張子のファイルを別の拡張子に変換するのではなく、最初からいずれかの形式を選択することを検討してください。