音声のディジタル化 Copyright(C)2004 Tsutomu Ohara All rights reserved.

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音声のディジタル化 Copyright(C)2004 Tsutomu Ohara All rights reserved

音声とは・・・ 「音」は「音波」と言われる波の一種  →アナログ信号(教科書P89)  (スペクトルアナライザー)

音の3要素(1) 音の高さ ~波の「周期(同じパターンとなる幅)」による。 単位 Hz(ヘルツ):周波数:1秒間に何パターンか  ~波の「周期(同じパターンとなる幅)」による。   単位 Hz(ヘルツ):周波数:1秒間に何パターンか    周期が長い:低い音    周期が短い:高い音   となる。 ※人間の耳では、およそ  20Hz ~ 20000Hz の音を感じられる と言われている。 (1000Hz=1KHz <TV放送終了時の「ピー」>)

音の3要素(2) 音の大きさ   →波の「揺れの高低」  揺れが大きいほど、大きな音になる。

音の3要素(3) 音色  →波の「形」  周波数、高さが同じ波でも、波の形が違うと  違った音色になる。  例)正弦波、矩形波、三角波、ノコギリ波

波の合成 複数の音が組み合わさると、波も合成され、複雑な形になっていく  (オシロスコープ)

波のディジタル化 標本化(サンプリング) 単位:Hz 一定の時間内に、何回波の高さを測るか 量子化 単位:bit 標本化(サンプリング) 単位:Hz  一定の時間内に、何回波の高さを測るか 量子化 単位:bit  波の高さを、何段階に設定するか 符号化  実際に、「0」「1」の信号に変換する  →2進数

標本化(サンプリング) 一定の間隔に分ける 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 →10Hz 0 1

量子化 高さを何段階かにする 3bit ↑ 7 7 7 6 6 5 5 5 5 4 4 4 4 3 2 2 1 0 0 1

符号化 010 100 101 101 100 100 101 110 111 111 7 7 6 5 5 5 4 4 4 2 0 1

標本化と量子化 標本化周波数が大きくなれば大きくなるほど、また、 量子化ビット数が大きくなればなるほど、 より正確に波を再現できる。  より正確に波を再現できる。 <参考>  一般に、標本化に関しては、波の最大周波数の2倍以上であれば、波が再現できると言われている。   →「音声」の場合、20KHz×2=40KHz以上

データ量の例 音楽CDのデータ量 44.1KHz 16bit 5分間 ステレオの曲 →44100Hz×2Byte×300秒×2 44.1KHz 16bit 5分間 ステレオの曲 →44100Hz×2Byte×300秒×2               =52920000Byte ≒50.5MB →CD1枚に12~3曲入っているから   約50MB×13曲=650MB

圧縮 MP3 や WMA といった形式の圧縮方法 聴いた感じはそれほど変えず、データ量を劇的に減らすことができる。 MP3 や WMA といった形式の圧縮方法  聴いた感じはそれほど変えず、データ量を劇的に減らすことができる。 (自分で調べてみよう!! 補助教材P183)