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

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

2 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）

3 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」＞）

4 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。

5 音の３要素（3） 音色 　→波の「形」 　周波数、大きさが同じ波でも、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

6 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）

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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

12 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 　　　　　　　　　　　　　　＝ Byte ≒５０．５ＭＢ →ＣＤ１枚に１２～３曲入っているから 　　約５０ＭＢ×１３曲＝６５０ＭＢ

13 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）