デジタル信号処理

私たちが日常耳にする音、例えば楽器の音色や話し声、風の音などは、アナログ信号と呼ばれる連続的な波の形をしています。音の大きさや高さの変化が、波の振幅や周波数の変化として滑らかに表現されているのです。しかし、コンピュータは、このような滑らかなアナログ信号を直接扱うことができません。コンピュータが理解できるのは、０と１の数字の列、すなわちデジタル信号だけです。そこで、アナログ信号をデジタル信号に変換する作業が必要となります。この変換作業をアナログ・デジタル変換、略してA-D変換と呼びます。 このA-D変換を行う装置がA-D変換器であり、その中でも最も広く使われている方式がパルス符号変調、略してPCMと呼ばれる方式です。PCMは、音の波形を一定の時間間隔で区切り、その瞬間の音の大きさを数値に変換します。この作業は、まるで音の波形を細かい点で表現するようなものです。点と点の間は、実際には滑らかに変化している音の波も、点で表現された数値によって近似的に表されます。そして、この数値の一つ一つが、０と１の数字の列に変換されることで、コンピュータが処理できるデジタル信号となるのです。 このPCMによるデジタル化のおかげで、高品質な音声を記録・再生することが可能になりました。CDやデジタルオーディオプレーヤー、インターネットを通じた音声通話など、様々な場面でこの技術が活用されています。滑らかに変化する音の波を、コンピュータが理解できるデジタル信号へと変換する技術、これはまさに現代社会を支える重要な技術の一つと言えるでしょう。