索尼需要开启高解析串流吗（索尼工程师回忆）

索尼需要开启高解析串流吗（索尼工程师回忆）Sony与荷兰Philips共同开发的袖珍光盘，在日本国内外29家公司参加的DAD（DigitalAudio Disk）协会提议下于1982年登场。在音乐制作的现场，从收录到编辑都在16位PCM数字领域下进行成为可能，1984年Sony发售了24通道的数字多轨录音机PCM3324。2015年离开Sony公司的西尾氏，现在隶属于㈱Internet Initiative（IIJ）的数字内容发布部。IIJ运营着因发布DSD11.2MHz（DSD256）等的超高音质网络音乐而知名的 Prime Seat，他也朝着进一步普及DSD的目标，参与了这项项目。首先，我来介绍一下西尾文孝氏的经历。1986年加入Sony的西尾氏，在半导体事业本部从事测试程序设计，2年后被分配到神奈川县厚木的专业音频事业部。原本就是音响爱好者的他，在那里负责Sony的第一款20位A／D转换器（以下称20位ADC）的开发。同时也

DSD的录音技术是如何确立的

从Super Audio CD（SACD）的诞生算起，至今已超过20年。SACD的登场是在1999年。当年5月21日，作为世界首台SACD唱机，Sony的SCD1发售，同一天，SonyMusic Entertainment发售了SACD单层碟共计13种。

这里，我们以「SACD诞生」为题，来追溯作为SACD记录格式而采用的DSD（DirectStream Digital）技术是如何确立，幷经历了怎样的发展直至今日的历程。在这次送上的前篇中，将从DSD诞生的契机、20位A／D转换器的开发，一直谈到DSD录音得以实现为止。

西尾文孝（Nishio Ayataka）前Sony工程师，2015年加入Internet Initiative（IIJ）。

我在执笔本文之际，决定邀请DSD的开发者西尾文孝（Nishio Ayataka）来到本刊试听室进行访谈。要谈论有关DSD的技术开发，没有比他更合适的人选了。

首先，我来介绍一下西尾文孝氏的经历。1986年加入Sony的西尾氏，在半导体事业本部从事测试程序设计，2年后被分配到神奈川县厚木的专业音频事业部。原本就是音响爱好者的他，在那里负责Sony的第一款20位A／D转换器（以下称20位ADC）的开发。同时也参与了作为CD的高音质化技术而广为人知的SBM（SuperBit Mapping）开发，我就是通过SBM演示的机会才认识西尾氏的。

1994年初，他正式开始了面向1bitΔΣ调制（后来的DSD）录音的开发，当年2月就实现了DSD录音。西尾氏与支持DSD的编辑机（DAW）也有很深的关系，在DSD方面是世界最重要的关键人物之一。

西尾氏提出的DSD方案，及其录音和编辑技术的开发，可以说在他迄今为止的功绩中是特别显眼的。以SACD的登场为契机，DSD作为高音质的数字音频技术为举世所瞩目，我认为如果没有西尾氏的探究心和开发努力，DSD本身也是不会诞生的。

2015年离开Sony公司的西尾氏，现在隶属于㈱Internet Initiative（IIJ）的数字内容发布部。IIJ运营着因发布DSD11.2MHz（DSD256）等的超高音质网络音乐而知名的 Prime Seat，他也朝着进一步普及DSD的目标，参与了这项项目。

DSD起源于前段在ΔΣ调制下工作的20位ADC

Sony与荷兰Philips共同开发的袖珍光盘，在日本国内外29家公司参加的DAD（DigitalAudio Disk）协会提议下于1982年登场。在音乐制作的现场，从收录到编辑都在16位PCM数字领域下进行成为可能，1984年Sony发售了24通道的数字多轨录音机PCM3324。

西尾氏谈到，DSD的起源可以回溯到他自己从事开发的PCM 20位ADC。

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西尾　进入专业音频事业部之后没多久，1988年，CBS Sony技术部的间孝次（Hazama Kouji）部长提出了一个意见，认为相对于CD的16位，录音棚的器材同样也是16位，是不是需要重新探讨一下。作为录音侧，还是想在更有余裕的数字机器下进行收录和编辑。以此为基础，最终也许应该进一步完善CD，这就是提案的内容。

在我转去的所属部门，正是开始录音棚用20位录音机开发的时期，我被分配了20位ADC基板与DAC基板设计的任务。尤其困难的是关系到高位支持的ADC的部分，测试了美国CTI／dbx的Robert Adams氏（后来在Analog Devices公司进行ADC元件及DAC元件的设计）的20位ADC评价基板，结果十分良好，其前段电路在4位ΔΣ调制的128倍超取样下动作。我对分立结构的周边电路进行了提高性能的改良，完成了20位的ADC 单元（K1176），与事业部正在开发的2轨开盘机形式的20位录音机组合了起来。

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20位录音机的开发推进，与Sony 1988年买下美国CBS Records有关。目的似乎是让拥有庞大数量古典乐作品的SonyClassical厂标招牌式的新录音，在前所未有的高音质下进行。西尾氏在手工配线下完成的ADC单元，以及包括仍在试制状态的20位录音机在内的器材被整体运输到德国柏林和英国伦敦的音乐厅，进行了Sony首次的20位录音工作。据说在柏林收录了巴伦博伊姆指挥柏林爱乐、费雪-迪斯考演唱的马勒歌曲集，在伦敦沃特茅斯大会堂收录了朱里尼指挥、莫扎特的安魂曲。编辑机已改造为支持20位，马勒的歌曲集CD于1990年发售（照片①）。

照片① 马勒：歌曲集「旅人之歌」「少年魔号」。Sony最早的20位录音的CD（1989年4月录音／1990年1月发售）。

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西尾　20位录音的声音也得到了制作方极大的好评。事业部为了扩充支持器材，决定开发将ADC和DAC集于1机身的PCM处理器。这就是沿用了CD制作所使用的PCM1630的机身与电源部的K1184（照片②）这款产品。与最初的试制机一样，ADC的前段电路是4位ΔΣ调制的128倍超取样工作，其数字数据经过被称为抽样的间隔处理电路生成20位。

照片② 20位AD／DA单元K1184（1990年1月）。沿用CD制作用PCM处理器PCM1630（1985年）的机身和电源而完成。

这样的话，如果能将4位ΔΣ调制的数字数据直接记录下来，应该是最理想的，这个念头开始在我心中萌发，是在开发K1184的时候。

噪声整形对次世代数字音频不可或缺……

翻开历史，可以发现ΔΣ调制是东京大学的硕士生安田靖彦氏在1960年发明的，是发源于日本的技术。安田氏后来任东京大学和早稻田大学教授。因1位研究而闻名的早稻田大学山﨑芳男氏（后任理工学部教授）的「高速1位信号处理」，就是将1位的ΔΣ调制信号直接进行记录和播放的。

20位录音，在理论上是120分贝的动态范围。另一方面，CD的16位是96分贝，两者之间有很大的差异。20位的录音器材在制作现场很受欢迎，但也有人指出在录音棚的回放与编辑中所听到的20位声音与16位CD之间，空气感的丧失等听感上的音质差还是不少，要求在技术上提供巧妙的解决方案。这就是SBM（Super Bit Mapping）的诞生。

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西尾　当时，Sony的综合研究所已有被称作QNR的技术。QNR是量化噪声削减的略语。在16位音源使用QNR，可以在不伴随音质劣化的情况下转变为12位，听了他们的演示，我们感觉到了可能性，提出了开发可以从20位得到高音质16位的要求。后来，综合研究所提出了2个处理方案，更新了在试听中所选出的算法，最终完成的就是SBM。这是应用了人的听觉现象的噪声整形技术，将20位的低4位中存储的声音信息编织（位映射）到16位中，因而被命名为超位映射（Super Bit Mapping）。SBM的一大优点是不需要播放侧的解码器。是在所有的CD唱机上都能感觉到音质改善效果的划时代技术。

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SACD混合盘的CD层所使用的SBM Direct，是由DSD信号生成SBM的16位的。实现的专用处理器是将来自DSD信号的进行实时运算处理的大型机器。这里岔开说一句，西尾氏隶属（兼任）于视频事业本部时，曾考虑过将SBM的概念反映在影像信号上的渐变插值技术，也就是视频用SBM。

1992年初西尾氏读了音响专业杂志「MJ无线与实验」（诚文堂新光社）所刊登的高速1 位记录的报道，对于与自己相近的创意产生了共鸣。经查实，1992年2月号上有一篇山﨑芳男氏与柴崎功氏的「关于在现行DAT记录高达100kHz的宽频带数字符号化技术」的文章。同年3月号还刊登了续集。当时西尾氏和山﨑氏还不认识。

当时在DAT的倍速动作下实现了96kHz取样的产品已经登场。据说西尾氏在主宰艺能山城组的组长山城祥二氏的呼吁下，得到了一个机会，可以将倍速DAT与山﨑氏的高速1位记录，以及Sony的专业用20位录音机的声音一起进行比较。地点是广播大学的录音棚，是将以超越可听频带的声音成分丰富而闻名的加美兰乐队现场演奏分别进行记录和播放来听其声音。山城氏的本名是大桥力（Ohashi Tsutomu），他也是信息环境学及脑科学家，是因提倡着眼于超高频声音信息的超音频而广为人知的人物。虽然与录音用的正式的录音棚机器大异其趣，但高速1位记录下的鲜度极高的声音给他留下了深刻的印象。

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西尾　到了这个时候，自己心中模模糊糊的一些事情，开始像1根线一样联系在了一起。我所开发的20位ADC是4位的ΔΣ调制，通过进行误差反馈这样的噪声整形技术，在4位这个很小的位数下得到了高精度。而SBM是在低4位进行应用了听觉现象的反馈，同样也是噪声整形的技术。后来，这个想法不断变成确信，我开始觉得对于CD接下来的数字音频来说，噪声整形技术是不可缺少的。比起提升PCM的位数或取样频率之类的CD延长线式的手法来，更应该追求将ΔΣ调制的信号直接记录和播放的手法，我开始强烈意识到这一点。

1994年、使用试制机试验了世界首次DSD录音

次世代数字音频引起人们的议论，应该是在进入1990年代之后吧。1992年高取样率DAT（PioneerD07）发售，MD（mini Disk）与DCC（数字卡带）也登场了。人们也开始谈论音乐媒质的寿命论，现有的CD规格也许幷不够，我记得当时这样的意见逐渐开始增多了。

在山崎芳男氏的高速1位记录中，使用了AKM（现在的旭化成电子）的ADC元件。由此可以得到1位ΣΔ调制的信号，西尾氏也决定进行实验。

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西尾　AKM制的ADC元件电路是2段结构，有接收和传输信号的NC脚。我用AKM的AK5389这款最高性能的ADC元件开始了实验。DAC电路使用的适当元件在当时找不到，于是决定自己组装模拟FIR的分立结构DAC电路来准备（照片③）。

照片③ 为了1位AD／DA单元的试制机，西尾氏自己组装的分立结构模拟FIRD/A转换器电路（1993年10月前后）。

ADC电路与DAC电路总算是完成了，但没有可以进行数字记录的录音机。经询问一起工作的前辈，决定制作可在24轨PCM3324上记录的适配器。所得的信号是1位ΔΣ调制的64倍超取样（2.8MHz），正是DSD。当然，当时还没有DSD这个名称……。开发工作是在上班时间结束后开始的。完成的适配器（照片④）在PCM3324的12 轨分配2 声道相应的DSD信号进行记录，在剩下的12轨可以进行安全记录。字时钟以PCM3324的44.1kHz同步。适配器于1993年年底完成。

照片④ 完成的1位AD／DA单元（1993年10月前后）。

照片④ 完成的1位AD／DA单元（放在近处的PCM1630的机身）、PCM3324连接用1位录音、播放处理器（后侧下方的黑色单元）、数字时钟隔离器（后侧上方的银色单元）。而放在墙边的左端的大型装置是PCM3324（1993年10月前后）。

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从开发20位ADC时起，他们一直遵循的PCM取样频率和字时钟信号都是44.1kHz。这是因为重视与普及的录音棚机器之间的互换性。这种惯例在采用44.1kHz的倍数（64倍）的DSD＝SACD中可以说也是同样的。

一年后的94年2月西尾氏由神奈川县厚木的专业音频事业部转到了港区芝浦的音频开发本部（后来的开发研究所）。这里也在进行DAT的研究开发，在改造机上已实现了20位记录（在音响展上参考出品）。并且。据说可进行2.8 MHz的1位ΔΣ调制（DSD）记录的DAT也在开发之中。

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西尾　SBM技术在民用DAT上也开始搭载，并且越来越重要，因此我在1994年2月转到了音频开发本部。一到那边，就被要求立即进行录音的实验。将20位的试制DAT与PCM3324及适配器组合的DSD录音、播放系统带到公司内的录音棚，邀请竖琴演奏者筱崎和子来演奏幷进行收录（照片⑤⑥）。这应该就是世界首次DSD录音了。Sony Music的工程师负责话筒摆位和混音，所有在收录现场的人都得到了音质在1位时特别优秀的感想。结果，作为音频开发本部的主题，1位ΔΣ调制的研究开发成为了一个方向。

照片⑤ 将1 bit系统带入Sony公司录音棚，收录竖琴演奏者筱崎和子的演奏。这是世界首次DSD录音（1994年2月）。

照片⑥ 此时带入监控室的1位录音、播放机器的一部分。右下为1位AD／DA 单元。

以DSD信号处理的确立为契机，
与Philips的协议正式确立

总算到了可以进行立体声录音播放的初级阶段，只要有试制成的ADC／DAC单元和适配器，利用国内外的录音棚中的PCM3324（24ch）／3348（48ch），就可以进行DSD录音了，这是一个很大的优点。

但是录音棚的编辑作业及母带处理工程中不可缺少的信号处理部分依然没有着手解决。西尾氏等人的开发团队，当务之急是DSD信号处理的实现。

西尾氏向因为数字调音台OXFR3而闻名的英国Sony Oxford请求查阅文献，但据说没有处理1位信号的文献。开发团队集中全力推进信号处理LSI的研究开发。其成果最终结出果实，是1996年之后的事情了。

94年，西尾氏奔赴全美30多处著名的录音棚，踏上了巡回介绍SBM技术的海外出差之旅。这据说是美国Sony所主宰的MD（mini Disk）推广的一环。SBM对于录音棚来说是有益的技术，由熟悉技术的当事人进行说明很有必要，这就是被邀请的理由。在这次出差中，西尾氏向美国Sony软件部门负责人川上大卫针对DSD进行了说明。这带来了一个令人高兴的事件，他在餐厅画在餐巾纸上的概念图，不知什么时候传到了美国Sony的上层。

当时Sony的常务出井伸之氏就曾非常热心地倾听DSD的声音，这也深深留在了西尾氏的记忆之中。出井伸之氏在后一年的1995年3月经过临时董事会任命，就任了Sony社长。

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西尾　在美国Sony的重要人物来日本的时候，我曾有机会向他讲解DSD。但刚说到一半，对方却说「我都知道」，让我摸不着头脑。原来我在美国出差期间画在餐巾纸上的内容，已经传到了美国Sony的上层。后来我还请川上先生帮我找过那张餐巾纸，遗憾的是没有找到。

这是在平安夜前一天的1994年12月23日傍晚。因为想要听一听正在开发的1位ΔΣ调制的声音，出井常务来到了音频开发本部。我对此非常吃惊，立即进行了准备，播放了几首DSD收录的乐曲。我觉得他对声音十分满意。

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与CD一样，次世代数字音频的SACD也是由Sony和Philips共同开发并提倡的格式。访谈进行到这里，看来DSD这项技术的开发全是Sony主导的。说到Philips，据说在立体声播放之上在最大5.1声道的环绕声播放中发现了极大的可能性。

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西尾　面向次世代数字音频格式开发，与Philips的协议开始，我记得是在1995年2月前后。Philips有一个在1位处理的DAC元件上十分知名的位流专家团队。1位ΔΣ调制的DSD信号正是位流本身，这样一来就无法进行数字领域下的信号处理了，因此最初他们的态度是非常否定的。但以Sony侧信号处理的确立为契机，两方的思想统一了。

96年9月 、商用CD制作用的
世界首次DSD录音得以实施

考虑了与CD播放的互换性的混合盘的技术，我记得是Philips确立的。在进行SACD相关的海外采访时，我所入手的混合盘样品是在德国压片的Philips制作品，CD层为音乐，HD（高密度记录）层是PAL规格的影像内容。据说无损压缩的DST（Direct Stream Transfer）的高技术开发也是Philips主导的。

SACD的DSD的logo发布是在1996年。当年5月，在丹麦哥本哈根举办的AES（音频工程师协会）上，发表了题为「直接流数字音频系统」的DSD技术白皮书。

在商业的世界中首次DSD录音于1996年9月进行。内容是伟大的爵士鼓演奏者Tony Williams的领衔作品『Young at Heart』。遗憾的是对他来说这是最后的正式录音专辑了，我因为本刊的采访拜访了在CBS Sony的信浓町录音棚进行录音的现场。DSD录音机是2轨的试制机。也许是因为在Tony Williams盛名之下的一次成功录音，现场充满了紧张感，我至今还记忆犹新。

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西尾　DSD录音机是后来被称作「黑箱」的试制机，现场操作由我来进行。9月24日与25日进行了录音，以在试制机SBM直录的由DSD生成CD格式的音源为基础，进行CD制作。CD（照片⑦）于1996年11月27日，DSD录音的单层SACD（照片⑧）于1999年9月8日发售。

照片⑦ Young at Heart。世界首次商业用DSD录音，由DSD进行SBM处理的CD（1996年9月录音／1996年11月发售）。

照片⑧ Young at Heart。这是录音3年后发售的单层SACD（1999年9月发售）。

被称作黑箱的试制DSD录音机，后来仍然持续活跃。原本悬而未决的DSD信号处理LSI，在Sony开发研究所于1996年8月完成，搭载了我们通称「E芯片」（照片⑨）的信号处理LSI的黑箱（照片⑩）也将被制作出来，从而得以在旧金山举办的音响展会场公开DSD的声音。

照片⑨ 第一个DSD信号处理用LSI，通称「E-芯片」的完成品。正式型号为CXD2926（1996年8月）。

照片⑩ 「E-芯片」所搭载的DSD录音机，通称「黑箱」的试制机（桌面后侧下方）（1997年春）。

后来，发烧厂标dmp（DigitalMusic Products）的负责人Tom Jung借用黑箱进行了美国首次DSD录音（照片⑪）。

照片⑪ Alto（dmp CD521）。美国首次DSD录音的SBM直录CD（1997年7月录音）。本专辑也曾作为SACD 混合盘发售。

1996年起，随着DSD录音在日本国内外开始增多，我觉得作为次世代数字音频的SACD逐渐变得越来越有现实意义了。

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在美国进行DSD录音的SACD专辑中，我感受特别深的是大提琴奏者马友友的「柯达伊：无伴奏大提琴奏鸣曲作品8及其他」（照片⑫）。1999年2月1日、2日两天收录而成的本作（仅标题曲），是西尾氏等制作的黑箱进行的最早期美国DSD录音。地点是位于马萨诸塞州伍斯特的力学大厅，是名手Richard Kingi的2轨录音。

照片⑫柯达伊无伴奏大提琴奏鸣曲。用「黑箱」DSD录音的单层SACD（1999年2月、6月录音／1999年11月发售）。

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照片协力：西尾文孝

本文发表于Stereo Sound中文版第211号