音声

私たちが普段耳にしている音は、実は空気の振動です。太鼓を叩いたり、弦を弾いたりすると、その振動が空気中を波のように広がり、私たちの耳に届きます。この空気の振動は、まるで海の波のように、大小さまざまな波形で表すことができます。高い音は細かい波形で、低い音は大きな波形で表現されます。音をデジタル化するということは、この連続したアナログの波形を、コンピュータが理解できるデジタルデータに変換することを意味します。この変換を可能にする技術の一つが、ＰＣＭ録音と呼ばれる方法です。ＰＣＭ録音は、音の波形を一定の時間間隔で細かく切り取り、その瞬間ごとの音の大きさを数値に変換します。まるで、なめらかな曲線を細かい点でつないでいくように、音の波をデジタルデータへと変換していくのです。この時間間隔を細かくすればするほど、より元の音に忠実なデータを得ることができます。そして、この数値化されたデータこそが、デジタル音の基盤となるのです。例えば、ある瞬間の音の大きさが「５」で、次の瞬間が「７」、その次が「９」だとすると、コンピュータは「５、７、９」という数字の並びとして音を認識します。そして、この数字の並びを元にして、スピーカーを振動させ、再び音として再生するのです。ＰＣＭ録音は、このデジタル化のプロセスにおいて、音の波形を忠実に再現することに重点を置いているため、原音に近い高音質を実現できるという特徴があります。ＣＤやデジタルオーディオプレーヤーなどで使われているのも、このＰＣＭ録音の技術です。まさに、現代の音響技術を支える重要な技術と言えるでしょう。

情報を何らかの形で別の形に変換することを、符号化と言います。私たちの身の回りには、様々な情報があふれていますが、音を伝える情報や映像を伝える情報のように、そのままでは計算機で扱うことが難しい情報もたくさんあります。このような情報を計算機で扱うためには、数値のような計算機で扱いやすい形に変換する必要があります。この変換作業こそが符号化であり、様々な方法が存在します。音の情報を数値データに変換する方法として、広く使われているものにパルス符号変調というものがあります。この方法は、パルス符号変調を日本語で短くしたもので、一般的にピーシーエムと呼ばれています。ピーシーエムは、音の波形を短い間隔で区切り、その区切られた点での音の大きさを数値に変換します。この作業を標本化と量子化と言い、これにより音の情報が計算機で処理できる数値データへと変換されます。変換された数値データは、計算機で様々な処理を行うことができ、保存することも容易になります。ピーシーエムは、コンパクトディスクやデジタルオーディオテープなどの機器で広く使われており、高音質の音を実現する上で欠かせない技術となっています。ピーシーエムは他の符号化方法と比べるとデータの大きさが大きくなる傾向がありますが、音の波形を忠実に再現できるため、高音質を実現できるという利点があります。そのため、音楽を作る作業や放送などの分野で高く評価されています。また、ピーシーエムはデータを小さくするための処理をしていないので、音質が劣化することがなく、長期間保存するのにも適しています。近年では、データの大きさを小さくする技術が進歩し、エムピー３やエーエーシーなどの符号化方法が普及しています。これらの方法は、ピーシーエムよりもデータの大きさを小さくすることができますが、音質の面ではピーシーエムが依然として基準となっています。ピーシーエムは、高音質の音声を実現するための重要な技術として、今後も活躍していくことでしょう。