![ナビ用背景.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_345a4321b6f74360860986dbfc3c13f3~mv2.png/v1/fill/w_33,h_24,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/e3bb4d_345a4321b6f74360860986dbfc3c13f3~mv2.png)
音声の表現についてまとめる前に、「波」について確認します。
振動が伝わることが波の現象です。波が伝わるためには特殊な場合を除き、媒質(=波を伝える物質)が必要になります。媒質は一般的に、水または空気などがあります。
音の波の媒質は空気です。
さまざまな波の動きがありますが、例えば正弦波の場合・・・
![正弦波グラフ2.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_1745bb39e76d44b385cc42f9e41e6f14~mv2.png/v1/fill/w_791,h_582,al_c,q_90,usm_0.66_1.00_0.01,enc_auto/%E6%AD%A3%E5%BC%A6%E6%B3%A2%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%952.png)
となります。円運動している空気(媒質)がある場合、一回転している時間を周期といいます。この綺麗な波の形は無機質な音で純音(音叉)と呼ばれる正弦波です。
例えば振幅・周波数(周期)が同じでも音色が違うと、波の形は異なります。
ここで3つの音色の波の形を確認してみましょう。
正弦波の場合、0から0までの間を、山が1、谷を−1で表しています。1個の波が伝わる時間(例:正弦波の一往復)を周期といい、単位を秒[s]で表します。
そして、1秒間に含まれる波の数(例:1秒あたりの正弦波の往復回数)を周波数といい、単位をヘルツ[Hz]で表します。
例えば、周期が 0.5 s の場合、周波数は 2 Hz となります。
また、周波数が 200 Hz の場合、周期は 0.005 s となります。
周波数と周期は、音の高さに影響します。音が高いということは、波の数が多いということです。また、音が大きいということは、振幅(上下)が大きいということです。
では、音のデジタル化とは?
音を数値にすることですね!
時間に対して一定の間隔で区切り、量(=サンプル)として取り出した点を標本点といいます。そして、この操作を標本化といいます。
![Voice_Expression_02.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_11c7c3a8d4c44bdfa01f87d0591b4970~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_02.png)
![Voice_Expression_03.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_df9985aebb1a42b68c0d5e6fa5e8b2b9~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_03.png)
![Voice_Expression_04.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_a5f4e3c85f51461c9b4ed721ae4807b8~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_04.png)
標本化周期とは、標本化するときに一定の時間で区切った間隔のことです。
標本化周波数とは、サンプリング周波数といい、1秒間に標本化する回数のことです。
量子化とは、音の波の高さ(つまり振幅)に対して一定の間隔で区切り、標本点を整数で表すことです。
![Voice_Expression_05.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_936ca5359086446d80a4315ca0ed656f~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_05.png)
![Voice_Expression_06.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_77ee964d724c499dab7e6e33f62f3ae7~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_06.png)
![Voice_Expression_08.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_9d3263549173472e8bed70ff46ca679d~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_08.png)
振幅は何段階に分かれているでしょう?
段階に分けるということは、何通りと言い換えることができます。
この「何通り」は、何bit(ビット)で表すことができるでしょうか?
例えば振幅が8段階だった場合、振幅は8通りと言い換えることができます。
8通りということは、2の3乗(2×2×2)です。この桁の部分、指数の部分が「量子化ビット数」になります。量子化ビット数は「3 bit」ですね。
例えば振幅が16段階だった場合、振幅は16通りと言い換えることができます。
16通りということは、2の4乗(2×2×2×2)です。この桁の部分、指数の部分が「量子化ビット数」になります。量子化ビット数は「4 bit」ですね。
また電圧の最も近い段階値を整数で表現するため、切り上げたり切り下げたりします。この時に生じる誤差のことを量子化誤差といいます。
この誤差をなくすにはどうしたらいいのでしょうか。
![Voice_Expression_07.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_bbd4b382d08f4a9fa386617cf1efc9f4~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_07.png)
![Voice_Expression_12.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_5deb07b2214b44bbacce6ecca13a7698~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_12.png)
![Voice_Expression_13.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_6c9ca5ec95b0453b9711a9418e458765~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_13.png)
そして、コンピュータは「0」と「1」しか理解できないため、量子化した値を2進数に変換する必要があります。量子化した数値を2進数の「0」と「1」に置き換えることを符号化といいます。
![Voice_Expression_09.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_32f623c314e94bf486d9a6b1e3215289~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_09.png)
![Voice_Expression_10.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_df272e7ef665455295a2587e177cb252~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_10.png)
![Voice_Expression_11.png](https://static.wixstatic.com/media/e3bb4d_b5b40357275641f7956f6f9cbfb84977~mv2.png/v1/fill/w_60,h_60,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Voice_Expression_11.png)
符号化された値を受け取ったコンピュータは、この符号によって音の波を表現します。
このように、標本化→量子化→符号化の手順で音をデジタル化することを、PCM方式(パルス符号変調方式)といいます。