FLACのファイル容量(サイズ)と圧縮率

投稿日:2019年6月3日 更新日:

当サイトでは、通常192khz 24bitのFLACフォーマット(圧縮レベル5)でレコードをハイレゾ録音しています。(盤質や音質などで96khzに落としてアップする場合もあります)

FLACの圧縮率はサウンドの内容で変化し圧縮レベル5の場合一般的に50%〜60%前後と言われていますが、実際には、どの程度のバラツキがあるものなか?当サイトでアップしているFLACファイルの圧縮率のバラツキを調べてみました。 更に、ピュアー音源を使って、サウンド内容の違いによって、FLACの圧縮率がどの様に変わるかも実験してみました。

なお、圧縮率とは、無圧縮のWAVEFLACによる圧縮のファイルサイズの差を比率で表します。

 

 

 

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WAVEフォーマットのファイルサイズ(計算)

WAVEファイル(無圧縮)のファイルサイズは、MACではFinder(windowsはExplorer)のファイル情報で確認できますが、ヘッダ情報やタグなどを除いたファイルサイズ(バイト)は、次のように計算で求めることができます。

ココがポイント

ファイルサイズ(バイト)=サンプリング周波数ビット深度チャンネル数(ステレオ=2ch)録音時間÷8(bit)

例えば、1khzのノコギリ波をステレオで6秒間、24bit 192khzでWAVE録音すると、計算上は6912KBと計算できます。 実際のファイルサイズを調べますと、6,912,626 バイト=6912.626KBで計算結果と略同じになります。

つまり、サンプリング周波数、ビット深度及び録音時間が決まれば、サウンドの内容が無音であろうがフォルテであろうがファイルサイズは一定ということです。

ここでWAVEにおける、サンプリング周波数のみ変えた時のファイルサイズを下表にまとめました。

サンプリング周波数ファイルサイズ計算値備考
192khz6,912KBビット深度:24bit 
録音時間:6秒
ステレオ:2ch
96khz3,456KB
48khz1,728KB
16khz576KB

 

当サイトのFLACファイルの圧縮率

WAVEと違って、FLACの場合は、サウンドの内容(音のレベル)によって変わります。

そこで、当サイトのサンプル音源・DLコーナーに掲載されているFLACファイルの圧縮率を調べてみました。

ポイント

圧縮率を求めるために、必要なデータは以下の手順でデータを取得し圧縮率を計算します。

  1. MACBOOKのFinderで、対象のFLACファイルを選択
  2. Finderの「情報を見る」をクリック
  3. 画像の赤枠が、サイズ再生時間サンプルレートのデータをコピー
  4. 表計算ソフトへ入力

サンプル音源
DLコーナー
FLAC再生時間
(S)
WAVEファイル
サイズ
(計算値)
サンプル
レート/深度
圧縮率
(%)
ファイルサイズ
(バイト)
ビババルディ四季
秋の1楽章
96Khz/
24bit
59.1%
121,851,465358秒206,208KB
ラベル編曲・ムソルグ
スキー展覧会の絵
「バーバ・ヤーガ
の小屋」
96Khz/
24bit
59.0%
72,430,774213秒122,688KB
プロコフィエフ
ヴァイオリン協奏曲
第2番 第2楽章
96Khz/
24bit
59.7%
191,973,201558秒321,408KB
「セビリアの理髪師」
序曲
96Khz/
24bit
55.7%
133,478,361416秒239,616KB
ブラームス交響曲
第2番 第4楽章
96Khz/
24bit
57.3%
179,908,672545秒313,920KB
ベートーベン
第9交響曲 2楽章
192Khz/
24bit
57.8%
353,012,621530秒610,560KB
ベートーベン
第8交響曲 2楽章
192Khz/
24bit
48.8%
133,215,106237秒273,024KB
チャイコフスキー
交響曲 第6番 悲愴
3楽章
192Khz/
24bit
54.7%
328,483,087521秒600,192KB
チャイコフスキー
交響曲 第6番 悲愴
4楽章
192Khz/
24bit
53.4%
349,224,054568秒654,336KB
ストラヴィンスキー
春の祭典 えらばれた
少女
192Khz/
24bit
58.7%
60,824,36590秒103,680KB
モーツァルト ピアノ
協奏曲第15番
K.450 第2楽章
192Khz/
24bit
55.0%
289,125,815456秒525,312KB
モーツァルト
交響曲36番
リンツ第3楽章
192Khz/
24bit
57.1%
145,908,580222秒255,744KB
マーラー・交響曲
第2番 第3楽
192Khz/
24bit
48.4%
343,855,979617秒710,784KB

実状の圧縮率

以上のデータからFLACによる圧縮率は、平均55.7%、中央値57.1%という結果でした。

4461曲のファイルサイズを調べたサイトによりますと、平均54.6%、中央値56.8%との結果もあり、FLACへエンコードすることで約60%前後圧縮されるのが実状のようです。

 

ピュアー音源の種類を変えたときの圧縮率(実験)

FLACアルゴリズム

FLACによる圧縮アルゴリズムは、公式サイトを見ても良く解りませんでした。 ネットをググってみるとどうも線形予測(LPC)誤差チャンネル相関(差分)の2つの要素に関連がある様です。 

素人なりに推察しますと、不雑な波形で更に左右チャンネル同士に相関のない音源は、圧縮率が悪化する様に想定できます。 チャンネル相関については、例えばステレオ2chで、相関が完全に一致している同相信号であれば、1ch分に相当し、50%程度に圧縮できるのではないか?ということではないかと想像しました。

そこで、圧縮率の高い方から低い方への順番を想定したピュアー音源を以下の組み合わせで実験してみることにしました。

  1. 無音の場合
  2. 1khzノコギリ波:左右ch同相
  3. 1khzノコギリ波 右ch上下反転
  4. ピンクノイズ:左右ch同相
  5. ピンクノイズ:右ch上下反転
  6. ピンクノイズ:右ch前後反転

〜〜〜〜

生成条件:WaveGene(加算)-3dbで192khz 24bit WAVEフォーマットで5秒間出力後、Audacityへ取り込み、ステレオchを加工し192khz 24bit FLAC(圧縮レベル5)で出力します。

 

ピュアー音源によるFLAC圧縮率実験結果

基準となるWAVEファイルサイズは、192khz 24bit 録音時間5秒ですので、ファイルサイズを計算しますと、5,760KBです。 この基準WAVEファイルサイズを分母として、FLACファイルの圧縮率は以下の通りです。

サウンド条件波形
上段:Lch 下段:Rch
FLAC圧縮率FLAC
ファイルサイズ
無音

12.2%701,253バイト
1khzノコギリ波:
左右ch同相

41.9%2,410,620バイト
1khzノコギリ波
右ch上下反転

47.9%2,760,476バイト
ピンクノイズ:
左右ch同相

48.8%2,812,286バイト
ピンクノイズ:
右ch上下反転

49.9%2,876,091バイト
ピンクノイズ:
右ch前後反転

89.0%5,125,113バイト

 

ピュアー音源・実験結果の考察

FLAC圧縮率・ポイント

以上の結果は、実験前に想定したとおり、最も圧縮率が低い(悪い)信号の組み合わせは、片方のチャンネル(右)に左右のチャンネルに無相関である「前後反転」したピンクノイズの組合わせでした。

この実験が何の意味があるか?といことについては、無理筋ながら「レコード再生には、左右チャンネルのクロストークが本質的に存在するので、自ずからチャンネル相関が生じることになり、レコードのFLAC化は、圧縮率に有利に働くのでは無いか」と言えるかもしれません。

 

以上、FLACのファイルサイズと圧縮率について考察してみました。

 

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