サンプル
  1. ホーム
  2. デジタル
  3. コンテンツのデジタル化
  4. 音の表現

音の表現

音のデジタル化そのものについてやっていこうか。

先生
女性

「デジタル化」、ですか。

ここからがデジタル化の本番だから頑張っていこう!

先生

音のデジタル化

標本化

まず音の標本化が行われる。標本化というのは、連続的なアナログの情報を離散的なデジタルの情報に変換するために、情報を一定の間隔を開けて測定することである。音に対して行う標本化ではマイクロホンが電気信号に変換した音の波を一定時間ごとに電圧、音の波の振れ幅を計測する。この時、取り出した波の点を標本点、取り出す時間の周期を標本化周期という。また、一秒間に標本化が行われた回数を標本化周波数といい、標本化周期の逆数で表す。標本化周期が短いほど標本化周波数が大きくなり、もともとのアナログの音の波形に近づいていく。



男性

標本化周波数が大きくなると高音質になるけど、
代わりにデータ量も大きくなりますね。

標本化

量子化

量子化では波の電圧を一定間隔で区切って段階値というものを決め、標本化を行った電圧の値を最も近い段階値に揃えていく。この時、段階値は量子化ビット数というビット数に応じて決められており、8bitの場合は256段階、16bitの場合は65536段階で量子化が行われている。

量子化ビット数が増えると段階値が増えるので、これでも高音質になりますね。

先生
量子化

符号化

量子化した電圧の値を二進数に変換することを符号化(エンコーディング)という。符号化が行われることによって音をデジタルの情報に変換する工程が終了し、音をデータとして扱うことが可能になる。

この図の場合は符号化されてバイナリデータになっていますね。

先生
符号化


探Q

変換誤差とは

アナログデータをデジタルデータに変換するのをAD変換、デジタルデータをアナログデータに変換するのをDA変換と言う。ここで生じるデータの誤差を変換誤差といい、例として温度計が34.32℃を示していた時、これがデジタルデータでは34.3℃となった場合、切り捨てられた0.02℃が変換誤差となる。これは前述の量子化の際にも起こり、段階値と標本化での数値の差が量子化誤差と呼ばれる。もちろん量子化誤差も変換誤差の一種類である。

量子化誤差は量子化を行う場合必ず発生するんだ。

先生
まとめ
  • ・音のデジタル化は標本化、量子化、符号化の三つのプロセスを経て行われる。
  • ・量子化をしたときに発生する標本化時の値との差を量子化誤差と呼ぶ。
back
next2