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ぴーしーえむ

PCM

PCM = Pulse Code Modulation

アナログ信号をデジタルデータに変換するための方式であり、パルス符号変調と呼ばれます。

詳しい説明

PCMは、音などのアナログ信号をデジタルデータに変換する方式の一つであり、パルス符号変調と呼ばれます。連続的に変化するアナログの音波をコンピュータが扱える数値形式に置き換えるための技術であり、音楽CDの録音データなど幅広いデジタル音声で標準的に用いられています。

変換は主に、一定間隔で波の強さを測定する「標本化(サンプリング)」、測定した値を近似値に当てはめる「量子化」、得られた値を二進数の符号に変換する「符号化」の3ステップで行われます。この工程を経てデジタル化されることで、データの劣化を抑えた保存や、ノイズに強い伝送が可能となります。

試験では、アナログからデジタルへの変換プロセスとしての理解が求められます。特に、標本化の周期と元の波を再現できる周波数の関係である「標本化定理(ナイキスト定理)」は計算問題でも重要です。サンプリング周波数を高くするほど音質は向上しますが、データ量も増大するというトレードオフの関係もよく出題されます。

試験で問われること

ITパスポート試験

  • アナログからデジタルへの変換方式であることを理解すること。
  • 標本化、量子化、符号化の順序と各ステップの内容を把握すること。
  • サンプリング周波数と音質の関係(周波数が高いほど高品質)を押さえること。

基本情報技術者試験

  • 標本化定理を理解し、計算問題に対応できるようにすること。
  • 量子化ビット数とデータ量の関係を計算できるようにすること。
  • デジタル化のメリットである劣化の少なさと加工の容易さを整理すること。

G検定

  • PCMがアナログをデジタルに変換する方式であることを理解する。
  • サンプリング、量子化、符号化のプロセスを把握する。
  • 音声認識の入力データの基礎であることを押さえる。