FLACによる可逆音声圧縮

mp3やOgg Vorbisなどの音声圧縮の場合、一度エンコードで劣化した信号はデコードしても復活することはないが、その代わりに驚異的な圧縮率を実現している。このような圧縮は、元の情報に戻すことができないことから「非可逆圧縮」あるいは「不可逆圧縮」と呼ばれる。画像情報のJPEG圧縮、動画のMPEG圧縮などもこれに該当する。

これに対し、デコード時に元の情報を完全に復元することができる圧縮を「可逆圧縮」と呼ぶ。ZIP、LHAなどのファイル圧縮や、画像のPNG圧縮などがこれに当たる。

可逆音声圧縮は非可逆音声圧縮に比べて圧縮率で大きく劣るが、元の情報と変わりないクオリティーでの再生が可能であるため最高音質での音楽鑑賞やデータ保存用などの目的で使われるケースが多い。近年では、ハードディスク、フラッシュメモリや、その他の記憶媒体の容量が増大しているため、可逆圧縮形式での保存も、一般的になりつつある。

可逆音声圧縮の形式は様々だが、ここではFLAC（Free Lossless Audio Codec）という可逆音声圧縮コーデックを用い、CDexなどでのエンコード方法、及びオプション設定を紹介する。

1. 音楽CD から FLACファイルへの変換（CDex）

1.1. 必要なソフトウェア

＊ファイル名はバージョンなどによって異なる。

FLAC
（flac-1.2.1-win.zip） 		FLACの変換プログラムを配布している．
CDex
（cdex_151.zip）		 音楽CDからの音声エンコードまでの作業を一括して行うソフトウェア．
英語ソフトウェアだが，次項のLanguageFileを適用することで日本語化できる．
CDexの日本語LanguageFile
（japanese151.zip） 		CDexの公式日本語LanguageFileを配布している．
また，CDexの使い方を丁寧に説明している．

1.2. インストール

  • CDex，CDexの日本語LanguageFile，FLACをダウンロードする．
  • CDexを適切なフォルダに解凍する．（例　c:\Application\cdex\）
  • CDex用の日本語LanguageFileを解凍し，japanese.cdex.langを，CDexの「lang」フォルダにコピーする．
  • FLACを適切なフォルダに解凍する．（例　c:\Application\flac\）

1.3. 設定

  • CDexを起動し，メニューより[Option][Select Language][japanese]を選択する．
  • メニューから[オプション][設定]を選択し，[一般]タブを開き，ID3タグバージョンを「None」とする．
  • [オプション][設定]の[エンコーダ]タブを開く．

    ![](http://yamaken.tokyo/wp-content/uploads/2019/03/flac_cdex-300x195.png)

  • 上図にように，エンコーダを「External Encoder」とし，エンコーダパスにflac.exeのパスを指定する．
  • flacの変換パラメータを入力する．
    例「-T "Artist=%a" -T "Title=%t" -T "Album=%b" -T "Date=%y" -T "Tracknumber=%tn" -T "Genre=%g"-V --fast -o "%2" -」オプションの詳細．
  • 「拡張子」をflacとする．
  • 「WAVヘッダーを標準入力へ送る」にチェックを入れる．
  • 「オンザフライエンコード」にチェックを入れる．

--replay-gain スイッチを使用する場合は，上記設定例の場合エラーで変換処理ができないため，
「オンザフライエンコード」のチェックを外し，
オプション指定例の最後の「-」を「"%1"」に変更する．

例：-T "Artist=%a" -T "Title=%t" -T "Album=%b" -T "Date=%y" -T "Tracknumber=%tn" -T "Genre=%g" -V --fast --replay-gain -o "%2" "%1"


また，音楽CDのアルバム名，曲名，アーティスト名の情報を日本語で取得するための
データベースサーバが公開されているので，これを利用するために以下の設定をしておく．

  • [オプション][設定]の[リモートCDDB]タブを開く．

    ![](http://yamaken.tokyo/wp-content/uploads/2019/03/cdex_cddb-300x187.png)

  • 「サーバーを追加」ボタンを押し，サーバーアドレスとして「freedbtest.dyndns.org」を入力，
    E-mailアドレスの欄に適当なアドレスを入力する．

CDexの起動の際に

「Failed to load the wnaspi32.dll driver!

Use the "Native NT SCSI library" driver option instead?」

のメッセージ（下図）が出る場合は「はい」を選べばよい．



1.4. エンコード手順

  • CDexを起動する．
  • 音楽CDをCD-ROMドライブに挿入する．自動的にトラックが読み込まれる．
  • メニューから[CDDB][リモートCDDBから読み込み]を実行する．
    CDDBデータベースに存在するCDであれば，自動的に曲名などのデータが表示される．
  • メニューから[変換][CDをMPEGに]を実行すると，変換処理が始まる．

2. FlacDropによるwav→FLAC/ FLAC→wav変換

2.1. 変換に必要なソフトウェア

＊ファイル名はバージョンなどによって異なる．

FLAC
（flac-1.2.1-win.zip） 		FLACの変換プログラムを配布している．
FlacDrop
（flacdrop.zip）		 FLACをGUIで利用するためのフロントエンド．


2.2. インストール

  • FLAC，FlacDropをダウンロードする．
  • FLACを適切なフォルダに解凍する．（例　c:\Application\flac\）
  • FlacDropを適切なフォルダに解凍する．（例　c:\Application\flacdrop\）

2.3. 設定

  • FlacDrop.exeを起動する．（白いWindowが出る）
  • Window内で右クリック[Options][FLAC...]を開き，flac.exeの場所を指定する．

（wav→FLAC変換の場合）

  • Window内で右クリック[Setting]より，変換パラメータを選択する．
    0：高速低圧縮，8：低速高圧縮

（FLAC→wav変換の場合）

  • Window内で右クリック[Setting][Custom...]を開き，Switches:の入力欄に「--decode」と入力してOKする．

2.4. 変換手順

  • 白いWindowに入力ファイル（wav or FLAC）をドロップすると，変換処理が始まる．

FLACのオプション設定

-v, --version FLACのバージョン情報を表示する．
-h, --help FLACの基本的な使用法とオプションリストを表示する．
-H, --explain FLACの詳細なヘルプを表示する．
-d, --decode デコード処理の場合に指定する（デフォルトはエンコード）．
MD5チェックサムがデコードファイルと一致しないなど，何らかのエラーがある場合
終了コードが「1」となり，それ以外の場合は「0」となる．
-t, --test テストモードの指定．
-dのデコード処理と同じように終了コードを出力する．
ただしデコードファイルの出力はされない．
-a, --analyze 解析モードの指定．
-dのデコード処理と同じように終了コードを出力する．
ただしデコードファイルの出力はされない．
このオプションは主に開発者向けであり，各々のフレーム，サブフレームに関する
解析データ（テキストファイル）を出力する．
-c, --stdout 出力を標準出力へ書き出す．
-s, --silent エンコード/デコード時に進捗状況などを表示しない．
--totally-silent エラー，警告を含めて何も表示しない．終了コードのみ出力する．
--no-utf8-convert 文字セットをUTF-8に変換しない．このオプションは，他のどのオプションよりも前に指定しなければならない．
-w, --warnings-as-errors 全ての警告をエラーとして扱う．
-f, --force 出力ファイルを強制的に上書きする．
デフォルトでは同名ファイルがある場合に警告を出す．
-o filename, --output-name=filename 出力ファイル名を指定する．
--output-prefix=string
--delete-input-file エンコード/デコード処理が成功した場合に
入力ファイルを削除する．
ただし，ベリファイエラーを含めて何らかのエラーが出た場合は削除されない．
--keep-foreign-metadata
--skip={#|mm:ss.ss}
--until={#|[+|-]mm:ss.ss}
--ogg Ogg FLAC形式で出力する．
--serial-number=#
--residual-text
--residual-gnuplot
--cue=[#.#][-[#.#]]
-F, --decode-through-errors
-V, --verify オリジナルとのベリファイ（比較）処理を行なう．
--lax
--replay-gain リプレイゲイン値を計算しFLACタグに書き込む．ただし
標準入力を介したコマンド指定の場合には使用できない．
--cuesheet=FILENAME
--picture={FILENAME|SPECIFICATION}
--sector-align
-S {#|X|#x|#s}, --seekpoint={#|X|#x|#s}
-P #, --padding=#
-T FIELD=VALUE, --tag=FIELD=VALUE 曲名，アーティスト名などの情報をtagに入力する．
--tag-from-file=FIELD=FILENAME
-b #, --blocksize=#
-m, --mid-side
-M, --adaptive-mid-side
-0 .. -8, --compression-level-0 .. --compression-level-8 圧縮レベルを指定する．-0は最高速度/最低圧縮率，-8は最低速度/最高圧縮率．
-0, --compression-level-0 「-l 0 -b 1152 -r 3」と同じ．
-1, --compression-level-1 「-l 0 -b 1152 -M -r 3」と同じ．
-2, --compression-level-2 「-l 0 -b 1152 -m -r 3」と同じ．
-3, --compression-level-3 「-l 6 -b 4096 -r 4」と同じ．
-4, --compression-level-4 「-l 8 -b 4096 -M -r 4」と同じ．
-5, --compression-level-5 「-l 8 -b 4096 -m -r 5」と同じ．
-6, --compression-level-6 「-l 8 -b 4096 -m -r 6」と同じ．
-7, --compression-level-7 「-l 8 -b 4096 -m -e -r 6」と同じ．
-8, --compression-level-8 「-l 12 -b 4096 -m -e -r 6」と同じ．
--fast 最高速度で出力する．「-0」と同じ．
--best 最高の圧縮率で出力する．「-8」と同じ．
-e, --exhaustive-model-search
-A "function", --apodization="function"
-l #, --max-lpc-order=#
-q #, --qlp-coeff-precision=#
-p, --qlp-coeff-precision-search
-r [#,]#, --rice-partition-order=[#,]#
--endian={big|little}
--channels=#
--bps=#
--sample-rate=#
--sign={signed|unsigned}
--input-size=#
--force-aiff-format
--force-raw-format

CODEC, OSS