パルス符号 変調
パルス
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bf/Pcm.svg/250px-Pcm.svg.png)
概要
アナログ
種類
- リニアPCM(
線形 PCM) 線形 量子 化 を用 いたもの。例 としては、CD-DA、DVD-Audio、一部 のDVD-Video、BD-Video、PlayStation 3用 ゲームソフトなどで採用 されている。- ADPCM(
適応 差分 PCM) 差分 符号 化 と量子 化 幅 の適応 的 制御 により、品質 をあまり落 とさずにデータ量 を圧縮 するPCM。例 としては、1990年代 のアーケードゲームなどで採用 された。- DPCM(
差分 PCM) 差分 符号 化 のみを用 いて、データ量 を圧縮 するPCM。例 としては、ファミリーコンピュータの音源 チップの1機能 として採用 された。折線 量子 化 を用 いたPCM初期 のPCMプロセッサー(1977年 発売 のソニーPCM-1など)やNTで採用 されているダイナミックレンジ圧縮 のための量子 化 方式 。3折線 ,5折線 など、製品 ごとに考慮 する折線 の本数 に差異 があり、ダイナミックレンジ伸長 後 の相当 bit数 も異 なる(考慮 する折線 の本数 が多 いほどダイナミックレンジは改善 するが、折線 が多 い分 だけコストも高 く付 く)。対数 量子 化 を用 いたPCM電話 網 (μ -lawやA-law)やDATのLPモードなどで採用 されている。デジタル版 のコンパンディングである。浮動 小数 を使用 して量子 化 されたPCM浮動 小数点 数 を用 いたPCM。可聴 領域 を-1.0~1.0と定 めているが、その外部 領域 (-∞~-1.0、1.0~∞)の波形 も潰 さずに保持 することが可能 となっている。そのため、適切 な場所 で使用 することで、クリッピングノイズ(音 割 れの一種 )を防 ぐことができる場合 がある。また、非 正規 化 数 という例外 を除 き有効 桁数 が常 に一定 であることから、音量 の大小 で量子 化 歪 みによる潰 れ易 さが変 わらないという利点 もある。例 えば、メディアプレーヤーの内部 処理 や、DAWの内部 処理 と作業 途中 のプロジェクトファイルではこの形式 が採用 されることが多 い。
ノイズと歪 み
サンプリングノイズ
また、
量子 化 歪 み
クリッピングノイズ
用途
- CD-DA(
音楽 CD) - コンパクトディスクで
採用 された。サンプリング周波数 44.1kHz 、量子 化 ビット数 16bit、2chステレオ。 - DVD-Video
非 必須 。量子 化 ビット数 16/20/24bit、サンプリング周波数 は48/96kHz まで対応 している。転送 レートは最大 1.5Mbps、チャンネル数 は2chステレオが上限 である。そのため、DVDビデオでは多 くのソフトが、ドルビーデジタルを用 いて5.1chサラウンドに対応 している。- DVD-Audio
- DVD-Audioは、
次世代 CD規格 の1つであったが、音楽 配信 が普及 した事 で既 に生産 が行 われなくなっている。サンプリング周波数 は最大 192kHz 、量子 化 24bit。チャンネル数 は2chステレオのものが一般 的 である。 - BD-Video (BDMV)
- サンプリング
周波数 は48/96/192kHz 、量子 化 ビット数 24bit、チャンネル数 は7.1chサラウンド[注 2]が上限 だが、2008年 現在 ではほとんどのソフトウェアが5.1chサラウンドである。最高 転送 レートは27.4Mbpsで固定 式 (比較 対象 としてHD DVDでは5.1chサラウンド、13.5Mbpsが上限 )。圧縮 を行 わない分 、可逆 圧縮 音声 であるドルビーTrueHDやDTS-HDマスターオーディオと比 べて計算 (エンコード・デコード)は簡単 になるが、使用 帯域 は増 えることになる[2][3]。再生 には、リニアPCMでのサラウンド出力 に対応 したBDプレーヤーと再生 に対応 したAVアンプのHDMI端子 ケーブルでの接続 が必須 となる。そのため、DVDプレーヤーで一般 的 であった光 デジタル音声 端子 ケーブルでのリニアPCM音声 出力 は、2chステレオまでとなる。なお、PlayStation 3ではシステムソフトウェアバージョン3.30以降 に搭載 された音声 出力 設定 のビットストリーム(ミックス)機能 を使 うことにより、リニアPCMで収録 されたサラウンド音声 をDTS、またはドルビーデジタルのサラウンド音声 にダウンコンバートし、これら2規格 のうちいずれかが再生 可能 な機器 であれば、光 デジタル音声 端子 ケーブルで接続 した機器 でもサラウンドを再生 させることが可能 になっている(一 度 はDTSないしドルビーデジタルに変換 しているため、音質 は劣化 する)。
ゲームソフト
- PlayStation 3
用 ゲームソフト 最高 で7.1ch (48kHz /16bit) にまで対応 している。最近 のPS3用 ソフトはリニアPCM5.1chとドルビーデジタル5.1chのサウンドを収録 したものが多 く、規格 上 マルチチャンネルサラウンドにおいてはドルビーデジタル5.1chにしか対応 していないXbox 360用 ソフトに対 するアドバンテージとなっている。7.1ch収録 のものは特 にサウンド面 にこだわったソフトの場合 が多 く、その多 くはSCE製品 であることが多 い。- Xbox 360
用 ゲームソフト 最高 で2chステレオにまで対応 している。ドルビーデジタル5.1chでゲームサウンドを収録 していないXbox 360用 ソフトは、全 てリニアPCM2chでのサウンド収録 であると推察 される。ドルビーデジタル2chである可能 性 は低 い。
IP電話
1チャネル
PCMプロセッサー
アナログビデオテープレコーダーと
PCM音源
PCMデータをDA
ソフトウェア技術
ソフトウェアミキサー
アプリケーションソフト
非 PCM音源 によるPCMデータの再生
PCM
ハードウェア
また、
インターネット
マイクロフォンからの
脚注
注釈
- ^ マスキング
効果 ともヴェーバー‐フェヒナーの法則 とも解釈 できる。 - ^ 192
kHz 時 のみ5.1chサラウンド。 - ^ 2008
年 現在 、環境 にもよるがCPU占有 率 1%未満 。
出典
- ^
沖 村 &高橋 1991, p. 110. - ^ “HDサラウンドサウンド
向 けのロスレスオーディオ、ドルビーTrueHD”. ドルビーラボラトリーズ. 2013年 5月 1日 時点 のオリジナルよりアーカイブ。2021年 6月 20日 閲覧 。 - ^ “
次世代 サラウンド規格 に完全 対応 。オンキョーのAVセンターTX-SA805に注目 !”. Stereo Sound ONLINE (ステレオサウンド). (2007年 5月 25日 ) 2021年 6月 20日 閲覧 。 - ^ Oh!FM 1990
年 4月 号 「しゃべるんどすえ」[要 ページ番号 ] - ^ Oh!X 1995
年 12月 号 BREEZE[要 ページ番号 ] - ^ Oh!X 1999
年 夏 号 「内蔵 音源 を駆使 した高 品位 ステレオ PCM再生 」[要 ページ番号 ]
参考 文献
沖 村 ,浩史 、高橋 ,清 『エレクトロニクス概論 』裳 華 房 〈機械 工学 選書 〉、1991年 。ISBN 4785365072。 NCID BN07023779。
関連 項目
量子 化 (情報 科学 )標本 化 定理 - シャノン=ハートレーの定理 符号 化 方式 誤 り検出 訂正 - パルス
変調 差分 パルス符号 変調 (DPCM)適応 的 差分 パルス符号 変調 (ADPCM)- PCMプロセッサー
- DAT
音声 符号 化