音声信号の符号化
アナログデータである音声をどうやってデジタルデータに変換するか?
時間、大きさが連続 → 時間、大きさを離散化
- 標本化
- 量子化
- 符号化
という手順で変換が行われる。
- 標本化
サンプリングとも言う
時間(横軸)に対する離散化。
アナログ信号を単位時間毎に区切って、標本値を取る。
標本化を行う周期のことを、サンプリング周波数という。
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- 標本化定理
アナログデータからデジタルデータに変換するとき、元データの周波数の二倍以上のサンプリング周波数を使用する必要がある。
(この定理の証明を理解するには、もっとちゃんとフーリエ変換を勉強しないと駄目だ…)
CDのサンプリング周波数は44100Hz, 電話のサンプリング周波数は8000Hz
これは、人間の可聴域が20~20000Hzであり、人間の話し声が300~3400Hzであることに対応しているらしい。
大きさ(縦軸)に対する離散化。
標本化によって得られた標本値を整数化する工程。
CDの量子化ビット数は16bit(65536段階)、電話の量子化ビット数は8bit(256段階)
- 符号化
標本化と量子化によって得られた数値をディジタルデータとして割りつける工程。
符号化のアルゴリズムは色々ある。
- PCM(Pulse Code Modulation)
- ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)
- CELP(Code Excited Linear Prediction)
参考
平成23年度 ネットワークスペシャリスト 合格教本 (情報処理技術者試験)
図解 最新 ネットワークの仕組みがわかる本
http://www.kyastem.co.jp/technical/ExplanationCodec.html