■ 第だい357回かい ■ Another Story of PS3 #1 “忘わすれ去さられたプロジェクト”が生うみ出だした大おおいなる成果せいか

　たいていの大手おおて家電かでんメーカーにとって“圧倒的あっとうてきな高音こうおん質しつ”化かは、あまり優先ゆうせん順位じゅんいの高たかい仕事しごとではない。'80年代ねんだいの技術ぎじゅつであるCDがいまだに主流しゅりゅうであり、CD以降いこうもMD、iPodと続つづく道みちのりは、多おおくの大衆たいしゅうにとって“音質おんしつ”が製品せいひんを選えらぶ上うえで大おおきな要素ようそではないことを示しめしている。製品せいひんを企画きかく、販売はんばいする側がわにとって、音質おんしつは“そこそこ整ととのったものであればいい”ものだ。

　“多おおくのユーザーは良よい音おとなんてわからない”という、大おおきな誤解ごかいがあることや、オーディオ業界ぎょうかいが音質おんしつのみを追求ついきゅうしすぎ、利便りべん性せいにもっと目めを向むけられなかったことなど、現状げんじょうに至いたった色々いろいろと原因げんいんはあるだろう。しかし良よい音おとを感かんじる能力のうりょくは、言いわれるほどに個人こじんによる違ちがいはない。要ようは良よい音おとを知しっているか、それとも知しらないか。それだけの差さでしかないことが多おおい。

SACDの再生さいせいをサポートするPS3

　と、それはともかく、音質おんしつがさほど重要じゅうよう視しされていなかったのは、ゲームを中心ちゅうしんとしたエンターテイメントマシンであるPLAYSTATION 3でも同おなじである。PS3のプロジェクト全体ぜんたいからすれば、“SACD再生さいせいをサポートする”なんてことも、実じつは忘わすれ去さられるほどの小ちいさな存在そんざいだった。

　「あぁ、そういえばSACDも再生さいせいできるようになるんだよな」と、ゲームやBD再生さいせいといったPS3の中心ちゅうしん機能きのうにばかり注意ちゅういがいく社内しゃない環境かんきょうの中なかで、SACDの開発かいはつチームは陽ひの当あたらない道みちを歩あゆんでいたのである。

　ところが、その忘わすれ去さられたSACDプロジェクトは、意外いがいにも大おおきな成果せいかを出だした。HDMIから出力しゅつりょくされるSACDの音おとが、高級こうきゅうSACDプレーヤーでの再生さいせいにも勝まさる品質ひんしつになってしまったのである。

●“実じつ時間じかんの6倍ばい”から作つくり直なおしたSACD再生さいせい機能きのう

　現在げんざいも欧州おうしゅうを中心ちゅうしんに高音こうおん質しつタイトルがリリースされているSACDだが、音楽おんがく市場いちば全体ぜんたいからすれば小ちいさい市場いちばだ。CDとSACDの同時どうじ両りょう対応たいおうが可能かのうなハイブリッドディスク技術ぎじゅつもありながら、いまだにマイナーな存在そんざいではある。そもそもPS3でサポートしようと思おもったのはなぜなのだろうか?

【お詫わびと訂正ていせい】初出しょしゅつ時じ、全ぜん世界せかい800タイトル以上いじょうのコンテンツがリリースとしておりましたが、誤あやまりでした。お詫わびして訂正ていせいいたします。

　ソニー・コンピュータエンターテインメント(SCE) 設計せっけい生産せいさん本部ほんぶ副ふく本部ほんぶ長ちょうの伊藤いとう雅康まさやす氏しは「ソニーがAVの会社かいしゃということもあり、実じつはPSXの時点じてんから再生さいせいさせようというアイディアはありました。しかしPSXではソフトウェアデコードはとてもできない。しかし、今回こんかいは能力のうりょく的てきに可能かのうであることが、あらかじめ予想よそうできていましたから、早はやい段階だんかいから取とり組くんでいました」と話はなす。

　しかし、実際じっさいには今年ことしに入はいった段階だんかいでも、SACDデコーダは実じつ時間じかんの6倍ばいをかけなければ、サラウンドのDSD記録きろくの音声おんせいをPCMに変換へんかんできていなかった。

　SACDを含ふくめ、オーディオCODECやプレーヤーソフトウェアの開発かいはつを担当たんとうしていたソフトウェアプラットフォーム開発かいはつ部ぶ2課かのマネジメントを行おこなっていた縣けん秀征ひでゆき課長かちょうは「このままではとても完成かんせいしない」と判断はんだん。ソニー本社ほんしゃでVAIOシリーズ向むけソフトウェアをともに開発かいはつしていた石塚いしづか健作けんさく氏しがPS3のソフトウェア開発かいはつでSCEに出向しゅっこうしてきた直後ちょくごに「SACD再生さいせいCODECを完成かんせいさせてくれ」と、開発かいはつを託たくした。

設計せっけい生産せいさん本部ほんぶ副ふく本部ほんぶ長ちょう 伊藤いとう雅康まさやす氏し	ソフトウェアプラットフォーム開発かいはつ部ぶ2課か 課長かちょう 縣けん秀征ひでゆき氏し

　ところが、SACD、DVD、BDの再生さいせいプレーヤーのソフトウェアアーキテクチャを設計せっけいした同どう課かチーフの村田むらた乾いぬい氏しともども、オーディオ用ようのコードを書かくのは、まったく初はじめてのことだった。

ソフトウェアプラットフォーム開発かいはつ部ぶ2課か チーフ 村田むらた乾いぬい氏し

　“たかだか音楽おんがく再生さいせい”と思おもうかもしれないが、実じつはSACD再生さいせいは汎用はんようプロセッサにとって、非常ひじょうに負荷ふかの大おおきな処理しょりなのだという。「SACDはDSDデータを圧縮あっしゅくした、DSTというデータで保存ほぞんされています。ところが、DSTは圧縮あっしゅく率りつを高たかめるため、1/75秒びょうごとに複数ふくすうの異ことなる圧縮あっしゅく方式ほうしきが採用さいよう可能かのうで、パラメータももちろん可変かへん。まずはパケットがどのように圧縮あっしゅくしているかを判別はんべつし、圧縮あっしゅく方式ほうしきの切きり替かえ時じに適切てきせつな処理しょりを行おこなわなければなりません。この組くみ合あわせが膨大ぼうだいで、処理しょり負荷ふかも高たかいため、Cellをもってしても最初さいしょは遅おそく、実じつ時間じかんの6倍ばいもデコード時間じかんがかかったんです(村田むらた氏し)」

　石塚いしづか氏しはSACDの仕様しようを何なん度ども読よみ返かえしながら、最初さいしょの2カ月かげつでリアルタイム処理しょりにまで高速こうそく化かを行おこなった。そして勘所かんどころを押おさえた上うえで、その遅おそいソースコードを捨すててしまったのである。スクラッチから書かき直なおすためだ。

●ソニー社内しゃないのオーディオノウハウをかき集あつめ

　勘所かんどころをつかんだ石塚いしづか氏しは、完全かんぜんにゼロからソースコードを書かき直なおし、トータル3週間しゅうかんほどで高速こうそくなSACD CODECを書かいた。DSTデータの伸長しんちょう処理しょりにCellが7個こ持もつSPEを3個こ、DSDからPCMデータへの変換へんかんに2個こ。合計ごうけい5個こものSPEを使つかうことでデコード可能かのうになったのである。

ソフトウェアプラットフォーム開発かいはつ部ぶ2課か 石塚いしづか健作けんさく氏し

　「私わたしはSCEに来くるまで、Cellのプログラムを組くんだことがありませんでした。それまではVAIO向むけにPentium上じょうでプログラムしていたんです。Pentiumは、どこをどうすれば、どれぐらい速はやくなるかがあらかじめ読よめますし、パフォーマンスが上あがる幅はばも予想よそうできます。ところがCellは試行錯誤しこうさくごを繰くり返かえしていると、予想よそう外がいにものすごく高速こうそく化かしたり、逆ぎゃくに予想よそう外がいに遅おそくなったりする。この動うごきがパズルのようで、プログラムを書かいていて面白おもしろくてしかたがなかった。処理しょりシーケンスをちょっと変かえるだけでパフォーマンスが上あがるので、まだまだ余力よりょくはあります」と石塚いしづか氏し。

　すでに十分じゅうぶんなパフォーマンスを持もつようになったSACDコーデックだが「ここから先さきは“チャレンジ”であって、必要ひつような性能せいのうは出だせました。が、これからもチャレンジしたいですね。まだまだ出来できることがありますから(石塚いしづか氏し)」

　もっとも、高速こうそく化かが達成たっせいできたら、即そく、音おとが良よかったのかというと、これから先さきが長ながかった。何なにしろDSDというデータ形式けいしき(2.7MHzで1bitの信号しんごうを並ならべ、波形はけいを表現ひょうげんする手法しゅほう)をPCMに変換へんかんするために、どうすればいいのか。そこから勉強べんきょうし直なおさなければならなかったからだ。

　「最初さいしょは想定そうていしない色々いろいろな音おとが出でてきました。サイン波はをデコードしているはずなのに方形ほうけい波はが出でたり、ノイズだらけで聴きけたものじゃなかったり。処理しょりの方法ほうほうが間違まちがっていたのだけど、1bit信号しんごうというのは、少すこしぐらい間違まちがえても波形はけいが少すこし歪いがむ程度ていどで、全まったく音おとにならないわけじゃない。だからバグを探さがすのが大変たいへんだった(村田むらた氏し)」

　2.7MHzの1bit信号しんごうを88.2kHzきろへるつのPCMに変換へんかんするデシメーションフィルタ処理しょりをかけるだけ、といっても、やり方かたが全まったくわからない。PCMからPCMへのデシメーション例れいはたくさんあるが、DSDからPCMというと参考さんこう書しょになる資料しりょうもほとんど無なかったようだ。

　ここで頼たよりになったのが、ソニーのプロオーディオ機器きき開発かいはつ部隊ぶたいだった。石塚いしづか氏しは「考かんがえ得える限かぎり、思おもいつく限かぎり、ソニーグループ内ないの人脈じんみゃくを追おいかけて、DSDについて知しっている人ひとを手繰たぐり寄よせて話はなしを聞きいた」と振ふり返かえる。

　DSD技術ぎじゅつは、もともとソニーのプロオーディオ機器きき部隊ぶたいが、スタジオ録音ろくおん用ようシステム向むけに開発かいはつしたフォーマットである。そのフォーマットを、そのままディスクに焼やき込こんでしまったのがSACDだ。だから、ソニー社内しゃないでもっとも音おとが良よいと言いわれるDSD処理しょりのアルゴリズムをもらってこれた。

　プロオーディオ用ようのDSD-PCM変換へんかんをCellに移植いしょくしたものの、そこにはバグが潜ひそんでいる可能かのう性せいがある。実じつは3～4カ月かげつでDSTの伸長しんちょう処理しょり、DSDからPCMの変換へんかんまでの処理しょりをほぼ完成かんせいさせた石塚いしづか氏しだが、その後ごはデバッグに半年はんとしをかけた。

　前述ぜんじゅつしたように、異ことなる圧縮あっしゅくパターンの組くみ合あわせが多数たすうあるため、とにかく色々いろいろな音おとを聴きいてみないと、バグ出だしができないからだ。「世よの中なかで発売はつばいされているSACDの1/3ぐらいは聴きいています。レーベルごとに圧縮あっしゅくにクセがあるので、とりあえずすべてのレーベルを聴きいてみないと再生さいせいできるかどうかがわからない(石塚いしづか氏し)」

　しかし、このデバッグを終おえても、まだ開発かいはつは終おわらなかった。ここからさらに、音質おんしつを高たかめるための努力どりょくを継続けいぞくしたためだ。

●12月新しんファームウェアでダイナミックレンジ170dBでしべるに

　ほぼバグが取とり終おえた頃ころ、今度こんどはソニー本社ほんしゃオーディオ事業じぎょう部ぶでアンプやCDプレーヤの設計せっけいに携たずさわってきた音質おんしつ評価ひょうかとチューニングのスペシャリスト金井かない隆たかし氏しが、PS3の試作しさく機きと新しん設計せっけいのAVアンプTA-DA3200ESの組くみ合あわせで音おとをチェックし始はじめたからだ。

　“これは音おとがいい”と潜在せんざい力りょくを確認かくにんした金井かない氏しは、すぐにSCEに連絡れんらくして、デジタル処理しょりの変更へんこうすべきポイントを指摘してきしていった。この段階だんかいで、かなり高たかい完成かんせい度どが得えられたようだ。「実じつはDSDの技術ぎじゅつ者しゃに、すべてソフトウェアでやると話はなしたら、“デジタル領域りょういきで140dBでしべる以上いじょうのS/N比ひが出でれば合格ごうかくかな”と言いわれていました（石塚いしづか氏し）」という。

　実じつはこの頃ころのPS3からのSACD音声おんせいを、筆者ひっしゃは金井かない氏し、それにSCE社長しゃちょう兼けんCEOの久夛良木くたらぎ健けん氏しと一緒いっしょに確認かくにんしたことがある。確たしかに素晴すばらしい、細こまかなニュアンスが失うしなわれていない情感じょうかん溢あふれる音おとだった。それまでに聴きいたSACDプレーヤーの、どれとも異ことなる細ささやかな質感しつかん表現ひょうげんである。全まったく音おとが良よいなどと想像そうぞうしていなかったPS3から出でてきた音おとだからこそ、よけいに高音こうおん質しつに聞きこえたのかもしれないが、ハッキリ言いえるのは、とても5万まん円えんの製品せいひんから出でてくる音おとではないということだ。

　この時点じてん(10月がつ初旬しょじゅん)でのダイナミックレンジは140数すうdBでしべる。目標もくひょうとされた数値すうちに近ちかい。しかし、現在げんざいのファームウェア(Ver.1.10)の音おとは、これに多少たしょうの改良かいりょうを加くわえたものである。

　しかし先週せんしゅうの金曜日きんようびのこと。その日ひは、AV誌しの企画きかくで久夛良木くたらぎ氏しとSACDやBDの再生さいせい品質ひんしつや、将来しょうらい的てきな取とり組くみについて対談たいだんする予定よていになっていたのだが、そこに持もち込こまれたSACDデコーダとデシメーションフィルタは、少すこし……ではなく、大幅おおはばに改善かいぜんされたものだったのである。

　現在げんざいのSACDデコーダ・デシメーションフィルタは、24bit/88.2kHzきろへるつで出力しゅつりょくされているが、新しんバージョンは24bit/176.4kHzきろへるつとなる。元々もともと、これぐらいの分解能ぶんかいのうはDSDに備そなわっているのである。加くわえてデシメーションフィルタの内部ないぶ処理しょり形式けいしきである64bit浮動ふどう小数点しょうすうてんデータを出力しゅつりょく形式けいしきに丸まるめる際さい、24bitではなく30～29bit相当そうとうの情報じょうほうを載のせるように改良かいりょうしたという。ディザ処理しょりに似にた手法しゅほうで低てい域いきは30～29bitの情報じょうほうをたたみ込こむ処理しょりをリアルタイムで行おこなった。

　さて、ここまで高こう品質ひんしつになって来くれば、以前いぜんのバージョンが良よいか、新あたらしいバージョンが良よいかは、好このみによって意見いけんが分わかれるかも知しれない...と思おもっていたのだが、明あきらかに新しんバージョンの方ほうがいい。現金げんきんなものだが、現行げんこうバージョンの音おとが“悪わるく”聞きこえるほど。

12月発売はつばい予定よていのPS3用ようBDリモコン

　質感しつかんだけでなく、音おと数すうが増ふえて今いままで聞きこえなかった音おとが聞きこえてくるようになったのだ。加くわえて、サンプリング周波数しゅうはすうが高たかくなると感かんじることが多おおい、線せんの細ほそさ、中ちゅう域いきの厚あつみのなさが感かんじられず、音おと場じょうを支配しはいする空気くうき感かんが自然しぜんに漂ただよってくる。このときのダイナミックレンジは、デジタル領域りょういきでの数値すうちとはいえ170dBでしべる以上いじょうにまで達たっしているというから驚おどろきだ。30bit相しょう当時とうじの理論りろん値ちが約やく180dBでしべる。これ以上いじょうの情報じょうほう量りょうは望のぞめない。

　わずか1カ月かげつあまりで大おおきく進化しんかした新しんファームウェアは、BDリモコンが発売はつばいされる12月7日にちに、BDリモコン対応たいおうファームウェアとともにインターネットからダウンロード可能かのうになる。今いままでの音楽おんがくプレーヤーには無なかったことだ。

●万まん人にんが喜よろこぶCDの高音こうおん質しつ化かは?

　SACD再生さいせいの音おとが良よくなった理由りゆうは何なにだったのか?

　それはサンプリング周波数しゅうはすうや分解能ぶんかいのうだけの問題もんだいではない。スペックだけでは音おとは良よくならないからだ。デジタル処理しょりの中なかで出でるノイズに対たいし、どのように対処たいしょしていくのか。そして、デジタル処理しょりで必かならず出でる演算えんざん誤差ごさにどのように対応たいおうしていくのか。

　石塚いしづか氏し自身じしんは「おそらく通常つうじょう、32bit浮動ふどう小数点しょうすうてんで組くまれるプログラムを64bit浮動ふどう小数点しょうすうてんで行おこなったためだと思おもいます。確信かくしんがあったわけではありません。しかし、考かんがえられる限かぎり、あらゆる手段しゅだんで音おとが悪わるくならないようにするために、Cellで処理しょり可能かのうなもっとも高こう精度せいどなデータフォーマットを使つかうべきと考かんがえたんです」と自己じこ分析ぶんせきする。

　よく知しられているように、Cellはスパコンクラスと言いわれる32bit浮動ふどう小数点しょうすうてん演算えんざんの速度そくどに比くらべ、倍精度ばいせいどの64bit演算えんざんではその6分ぶんの1のパフォーマンスしか出でない。加くわえてSIMD演算えんざん時じにはデータ長ちょうが長ながいため同時どうじに演算えんざんできる数かずが半分はんぶんになる。トータル12分ぶんの1のパフォーマンス(それでも高速こうそくではあるが)にしかならない。当然とうぜん、32bitで演算えんざんする方ほうがプログラムは楽らくに書かける。

　しかし、遠回とおまわりしてギリギリのパフォーマンスチューニングを行おこなってでも、デコードの精度せいどを重視じゅうしした。その愚直ぐちょくなまでのまじめな作つくりが、誰だれも想像そうぞうもしなかった高音こうおん質しつを生うみ出だしたのだ。

　では、これだけの“コダワリ”を、もっとも多おおく流通りゅうつうするCD再生さいせいにも活いかして欲ほしいものだ。光ひかりデジタル出力しゅつりょくは、規格きかく上じょう、24bit/48kHzきろへるつまでしか出力しゅつりょくできないが、HDMI経由けいゆならば2倍ばい、4倍ばいのオーバーサンプリング出力しゅつりょくが可能かのうになる。

　「アップサンプリングだけならば、FIRフィルタを書かけばすぐに実現じつげん可能かのうです。しかし、もう少すこし時間じかんがかかりそうです」

　そう石塚いしづか氏しが言葉ことばを濁にごすのは、FIRフィルタでアップサンプリングする際さいの伝達でんたつ関数かんすうの選えらび方かたや、アップサンプリング後ごのノイズシェイピングの処理しょり方法ほうほういかんによって、音質おんしつが大おおきく変化へんかするためだ。市販しはんの高級こうきゅうCDプレーヤーでも、ノイズを潰つぶす部分ぶぶんの手法しゅほうによって音質おんしつが大おおきく変かわる。

　もう少すこし時間じかんがかかるというのは、ノイズ処理しょりの手法しゅほうを試行しこう錯誤さくごしながら、オーディオ事業じぎょう部ぶとも協力きょうりょくして良よい音おとに仕上しあげていきたいという考かんがえがあるからだ。しかし、SACDでの成果せいかを見みれば、これまでの民生みんせい機器ききにはない優すぐれた結果けっかを導みちびき出だせる可能かのう性せいは十分じゅうぶんに高たかいだろう。

　誰だれもが注目ちゅうもくされるとは考かんがえていなかった日陰ひかげの道みちだが、しかしにわかに注目ちゅうもくを集あつめる機能きのうになってきた。果はたしてどこまで良よい音おとに仕上しあがるのか。PS3のCD再生さいせいがどこまで進化しんかできるかに、今後こんごも注目ちゅうもくしたい。

□関連かんれん記事きじ
【11月17日にち】【本田ほんだ】PS3をメディアプレーヤーとして使つかう人ひとのためのTips
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2006/1117/mobile356.htm
【11月11日にち】「PLAYSTATION 3」のAV機能きのうを試ためす。消費しょうひ電力でんりょく170～190W(AV)
http://www.watch.impress.co.jp/av/docs/20061111/ps3.htm
【10月がつ18日にち】PLAYSTATION 3の今いまわかるAV機能きのう(AV)
http://www.watch.impress.co.jp/av/docs/20061018/sce_ps3.htm

□バックナンバー

(2006年ねん11月22日にち)

[Text by 本田ほんだ雅一まさいち]