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量子化はなぜ重要ですか?

【5月7日配信】日本人だけが知らないインテリジェンス「ありがとうマスターマン!情報機関と情報公開の重要性」柏原竜一 秋吉聡子【チャンネルくらら】 (六月 2025)

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Anonim

デジタル音楽、特にロッシーなオーディオフォーマットを聴いたことがあるなら、数学的量子化に晒されてきました。この舞台裏のデジタル信号処理は非常に一般的であり、最も頻繁には現代のオーディオソフトウェアやハードウェア(例えば、デジタル - アナログ変換器)。しかし、量子化はオーディオだけに限定されません。この用語およびその使用は、物理学またはデジタルイメージングなどの他の分野にも適用されます。

録音スタジオでは、マイクロホンがアナログの音楽音波をピックアップし、デジタル形式に処理します。信号は44,100 Hzでサンプリングされ、8,16、または24ビットの深さで量子化されます(以下同様)。ビット深度が高いほど、より多くのデータが得られ、元の波形をより正確に変換および再現することができます。

基本的に、量子化はあるレベルの不正確さを伴う丸めの複雑なプロセスです。コンピュータは1と0で動作するため、アナログ/デジタル変換は正確なコピーではなく、近似値とみなされます。音楽に関しては、量子化された信号が正しい連続と値の振幅を維持するだけでなく、タイミングも正確でなければなりません。このプロセスでは、音楽リズムが維持され、ノートが同じビート(またはその一部)に均等に分配されて設定されていることが保証されなければなりません。そうしないと、音声が聞こえる耳に聞こえなくなるか、または奇妙になることがあります。

この量子化の概念は、Photoshopなどの画像編集プログラムで視覚的に観察することができます。大きな画像が縮小されると、タスクを処理する数学的プロセスのためにピクセル情報が失われる。ソフトウェアは計算と丸めを実行して不要なピクセルを破棄しますが、イメージの拘束された割合の全体的な整合性、比率、文脈は音楽のリズムと同じくらい重要です。拡大して写真のサイズ変更したバージョンと元のサイズを比較すると、エッジやオブジェクトがやや粗くなったり、ギザギザに見える傾向があります。ロッシー圧縮のこの視覚的側面は、同様に、デジタルオーディオファイルのタイプに関係する。より多くのデータおよび/またはより少ない圧縮は全体的な品質を向上させる。