ノイズキャンセリングとパッシブ遮音ヘッドホンの比較：Direct Sound EX29とSony WH-1000XM4を比べる

はじめに

アクティブノイズキャンセリングとパッシブ遮音は、同じ課題をまったく異なる2つの方法で解決します。どちらが優れているかは、ヘッドホンを何に使うかによって変わります。騒がしい機内や混雑したカフェでのカジュアルなリスニングなら、アクティブノイズキャンセリングは便利です。しかし音楽のトラッキング、とくに大音量の楽器のそばで行う場合は、信号を処理せずに音を遮断するヘッドホンのほうが信頼できるツールになります。

このガイドでは、この技術がどのように機能し、どこで力を発揮し、どこで苦手とするのかを見ていきます。そのうえで、遮音に対して正反対のアプローチをとる2つのヘッドホン、Direct Sound EX29とSony WH-1000XM4を比較します。

アクティブノイズキャンセリングの仕組み

ノイズキャンセリングヘッドホンは、音楽を再生しながら、周囲のノイズが耳に届く前にそのノイズに対抗する信号を同時に作り出します。原理は破壊的干渉です。音波とは、圧縮と希薄化と呼ばれる正と負の圧力変化の連続です。ある波にそれ自身をコピーして加えると、2つは合わさってより大きな波になります。一方のコピーの極性を反転させて2つを合成すると、一方の圧縮相が他方の等しく反対の希薄化と出会い、2つは完全に打ち消し合います。

アクティブシステムでは、マイクが環境ノイズを取り込み、信号が反転され、音楽とともにスピーカーから再生されます。正しく行われれば、環境ノイズは打ち消され、音楽だけが残ります。

これを確実に機能させるのは、原理から想像するよりも困難です。ノイズレベルは、ヘッドホンの外側と内側で異なり、それは装着者やリスナーへのフィットの仕方によって変わります。そのため正確なマッチングが非常に重要になります。多くの設計では、音を捉える外側のマイクと、差をできるだけ正確に測定する内側のマイクの2つを使用します。この内側のマイクは、ノイズが実際にどれだけ効果的に打ち消されているかをデジタルシグナルプロセッサに伝える役割も果たします。

タイミングと位相の整合が重要な理由

タイミングと位相の整合を正しく取ることは、2つ目の工学的課題です。反転信号が時間的にわずかでもずれると、打ち消しの効果は低下します。完全な打ち消しは、2つの反対の波のレベルと位相が完全に一致したときにのみ起こります。

高周波よりも低周波のほうが誤差の許容範囲は広くなります。1ミリ秒のずれは、低い周波数では小さなオフセットしか引き起こさないかもしれませんが、同じずれが高い周波数でははるかに大きなオフセットを引き起こします。高い周波数の波長がはるかに短いためです。低周波はオフセットがあってもほとんど打ち消されますが、高周波は大きくずれてしまう可能性があります。これが、ノイズキャンセリングをオンにすると低周波のノイズは消えたように感じられる一方で、高周波のノイズは聞こえ続ける理由の1つです。

パッシブ遮音が異なるアプローチをとる理由

パッシブ遮音は正反対の道をとります。マイクもDSPも関与しません。代わりに、ヘッドホンの物理的な設計が耳に届く信号を減衰させ、Direct Sound EX29はこれを36 dB以上減衰させながら実現します。

パッシブ遮音は双方向にも機能し、ノイズを外に遮断し、音を内に留めます。この後者の性質はスタジオで重要です。クリックトラックがマイクに漏れて録音を台無しにするのを防ぐのに役立つからです。

ヘッドホンを用途に合わせる

どちらのアプローチもリスナーをノイズから効果的に遮断できるため、判断は目の前の作業次第です。アクティブノイズキャンセリングは、騒がしい飛行機やコーヒーショップに適しており、快適さとカジュアルなリスニングのための静かな背景が優先されます。音楽制作やクリティカルリスニングにはあまり適していません。ノイズを除去する処理が、あなたと、判断しようとしている信号との間に介在するからです。

パッシブ遮音は、エレクトロニクスに求めるものが少なく、物理的な密閉性に多くを求めます。音楽のトラッキング、とくに大音量の楽器のそばでは、そのトレードオフがたいてい有利に働きます。

Direct Sound EX29：音楽のトラッキングに最適

Direct Sound EX29はパッシブ遮音ヘッドホンです。内部にマイクもDSPもありませんが、それでも36 dB以上減衰させます。ヘッドホン内で補正信号を生成するものがないため、聴こえる音は周囲の環境に対抗するために調整されることはありません。

スタジオ作業では、パッシブ遮音の双方向の性質が実用的な利点となります。外部のノイズを耳から遠ざけ、自身のモニタリングをヘッドホン内に留めるため、クリックトラックがオープンマイクに漏れる可能性を減らします。大音量の楽器のそばでは、この組み合わせが2つの中でより信頼できる選択肢となります。

Sony WH-1000XM4：カジュアルなリスニングと旅行に最適

Sony WH-1000XM4はアクティブノイズキャンセリングを使用しており、カジュアルなリスニングや比較的静かな環境でのリスニングにはより簡単な選択です。その処理は、航空機の客室や混雑した公共空間を支配する定常的な低周波ノイズを対象としており、まさにアクティブキャンセリングが最も力を発揮する場面です。

その限界はスタジオで現れます。大音量の楽器のそばでは、そのノイズはSonyが扱える範囲を超えてしまい、アクティブ処理があなたとクリティカルなリスニングの間に介在するのは望ましくありません。トラッキングセッションでは、2つの中でより適さないほうです。

購入アドバイス

どちらのヘッドホンもリスナーをノイズから十分に遮断するため、有用な問いは何のために遮音するのかということです。リスニングがカジュアルである場合、あるいは比較的静かな環境で行われる場合、アクティブノイズキャンセリングは利便性と定常的な低周波の環境音の効果的な低減をもたらします。音楽のトラッキング、とくに大音量の楽器のそばで行う場合は、パッシブ遮音がより安全な選択です。信号に処理を加えず、音を外に遮断すると同時に内にも留めるからです。

実用的な決め方は、実際に録音やリスニングを行う最も騒がしい状況を考えることです。それがドラムキットや大音量のアンプであれば、パッシブの選択肢に傾きましょう。それがフライト、電車、カフェであれば、アクティブの選択肢が役に立ちます。

結論

どちらのヘッドホンもすべての状況で優れているわけではありません。アクティブノイズキャンセリングは騒がしい旅行やカジュアルなリスニングに非常によく合い、パッシブ遮音は音楽制作やトラッキング、とくに大音量の楽器のそばでのより賢明な選択です。ヘッドホンを用途に合わせれば、どちらでも周囲のノイズから遮断してくれます。