「PCM方式って何？」
「標本化・量子化・符号化ってどういう意味？」
基本情報技術者試験の勉強をしていると、こうした用語が出てきて戸惑うことがありますよね。
この記事では、PCM方式の仕組みを、ハクとレイと一緒にやさしく解説します。
ハク
音ってどうやってパソコンの中に保存されるの？
レイ
アナログの音を、数字に変換して保存しています。その代表的な方式が PCM 方式です。
PCM方式とは？
PCM（Pulse Code Modulation：パルス符号変調）は、
音（アナログ信号）をデジタルデータに変換する方式
です。
音楽CDやWAVファイルなどで使われています。
アナログとデジタルの違い
アナログ
滑らかな波のように、連続して変化する。
～～～～～～～～デジタル
数値の集まりとして表す。
1010 1100 0011 ...PCM方式の3ステップ
- 標本化（サンプリング）
- 量子化
- 符号化
① 標本化（サンプリング）
一定時間ごとに音の大きさを測ります。
～～～～～～～
↑ ↑ ↑ ↑サンプリング周波数
1秒間に何回測るか。
- 44.1kHz = 1秒間に44,100回
② 量子化
測った値を近い整数に丸めます。
3.78 → 4
7.21 → 7③ 符号化
整数を2進数に変換します。
4 → 0100
7 → 0111PCM方式の流れ
イメージで覚える
標本化
何回測るか
量子化
どれくらい細かく表すか
符号化
0と1に変換する
よく出る公式
データ量 = サンプリング周波数 × 量子化ビット数 × チャンネル数 × 時間公式の単語の意味
サンプリング周波数
1秒間に何回音を測定するか
例えば
44.1kHzなら
44,100回/秒音の大きさを測っています。
イメージ
音波
● ● ● ● ● ● ●
↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
測定回数が多いほど音がなめらかになります。
量子化ビット数
1回測定した音を何段階で表すか
例えば
8ビットなら
2^8 = 256段階16ビットなら
2^16 = 65,536段階細かく音を表現できます。
チャンネル数
音の数
モノラル
1チャンネルステレオ
左耳
右耳
2チャンネルCDは基本ステレオなので
2を使います。
時間
そのまま。
例えば
10秒なら10。
例題
CD音質（44.1kHz、16bit、2ch）の1秒あたりのデータ量：
44,100 × 16 × 2
= 1,411,200 bit試験でよく問われるポイント
- PCM方式は音声のデジタル化
- 手順は 標本化 → 量子化 → 符号化
- サンプリング周波数が高いほど高音質
- 量子化ビット数が多いほど精度が高い
ハクとレイのまとめ
ハク
音をたくさん測って、数字にして、0と1にするんだね！
レイ
その通りです。『標本化 → 量子化 → 符号化』の順番を覚えましょう。
覚え方
ひょう → りょう → ふ
標本化 → 量子化 → 符号化
まとめ
- PCM方式は音をデジタル化する方式
- 手順は標本化 → 量子化 → 符号化
- CDやWAVで使用される
- 基本情報技術者試験の頻出テーマ
一言で覚えるなら
PCM方式 = 音を測って、丸めて、2進数にする仕組み！ 🎵✨
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