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ffprobeで解析 | OpusとHE-AACファイルのビットレート変動を可視化して比較する

低ビットレートでも高音質とされる Opus ファイルと、同じく低ビットレート用途で用いられる HE-AAC ファイルを対象に、下に示すffprobeを用いたビットレート可視化ツールでビットレート変動の傾向をグラフ化して比較してみました。

可視化ツールffprobeで音声ファイルを解析|ビットレート変動をグラフ化(macOSショートカットで自動化)

Opusファイルのビットレート変動 ※ 本記事は2026年2月に改訂しました。 音声ファイルのビットレート変動を可視化する際、FFmpeg の ashowinfo フィルターでは、WAV や Opus ...

 

Opusとコーディックについて

Opusは、IETF(インターネット技術特別調査委員会)が開発したロイヤリティフリーの非可逆音声コーデックで、拡張子は「.opus」となります。  また、Opusは、低ビットレートでも高音質を維持でき、さらに低遅延にも対応することから、YouTubeなどのストリーミング配信で注目されています。 

Opusへのエンコードやデコードする方法は、下に示す 参照記事 をご覧ください。

参照記事【検証】Opusコーデックの音質評価|低ビットレートでも高音質なのか?AACとの比較

Opusは、IETF(インターネット技術特別調査委員会)が開発したロイヤリティフリーの非可逆音声コーデックで、拡張子は「.opus」となります。  AACやMP3に比べるとまだマイナーな存在ですが、低 ...

 

OpusとHE-AACファイルのビットレート変動を比較する音源について

オリジナル音源

オリジナル音源として1959年録音のカラヤンとベルリン・フィルが演奏した「ドヴォルザークのスラヴ舞曲第1番ハ長調 Op.46-1」 CD音源(=リッピングしたFlac 16bit 44.1khzファイル)をWAVに変換した音源ファイルを使います。

WAV(16bit 44.1khz)ファイル:
カラヤン指揮・ドボルザークのスラブ舞曲(Op46-1)

音源 Down Load

 

OpusとHE-AACへ変換

macOSのXLDアプリを使い、オリジナルWAVファイルから VBR 64kbps 設定でOpusとHE-AACファイルに変換しました。

Opusオプション設定

  • モード:VBR(可変ビットレート)
  • ビットレート:64Kbps
  • フレームサイズ:20ms(標準)

Opus ♬

HE-AACオプション設定

  • モード:VBR(可変ビットレート)
  • ビットレート:64Kbps
  • 「HE-AACでエンコードする」を選択

HE-AAC ♬

 

OpusとHE-AACファイルのビットレート変動グラフ

オリジナルWAVファイルからOpusとHE-AACに変換したファイルを、前記の可視化ツールでフレーム単位のビットレート変動をNumbersでグラフを描画してみました。 オリジナル音源の再生波形も合わせて表示しています。

Opusビットレート変動

フレーム当りのサンプル数(spf):882spf
フレーム時間:20ms
平均 BitRate:62.4kbps
最大 BitRate:123kbps

HE-AACビットレート変動

フレーム当りのサンプル数(spf):2048spf
フレーム時間:46.44ms
平均 BitRate:65.7kbps
最大 BitRate:114kbps

 

音源の強音部と弱音部の時間軸拡大

OpusHE-AACのビットレート変動を重ね合わせしています。

強音(フォルテ)部分:0s〜20s

弱音(ピアノ)部分 :170s〜190s

 

考察・マトメ

OpusとHE-AACのビットレート変動の違い

  1. Opusは、弱音(ピアニッシモ)で、ビットレートが増加し、強音(フォルテ)で低下する傾向が見られる。
  2. HE-AACは、FLACや通常のAAC-LCファイルと同様に、弱音(ピアニッシモ)で、ビットレートが低下し、強音(フォルテ)で増加する傾向が見られる。

以上のことから、Opusコーデックは、HE-AAC含めて他の音声ファイルのビットレート変動とは逆の特性を持ち、音声レベルが高いほど、一定品質を維持するためにビットレートを低下させる(安定させる)方向に調整されると考えられます。

 

今回の比較で特筆すべき点は、Opusファイルの音声レベルとビットレート変動の関係が、HE-AAC含め他の音声ファイルとは逆の特性を示していることが分かった点でした。

 

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