さてさて、昨日の記事でお預けにしてしまった"サンプリング(標本化)周波数44.1kHzの場合の記録できる帯域幅の制限について"のお話しにいってみましょう！
昨日は話が脱線し易かったと言うこともありますが、昨日あえてお話ししなかった理由がもう一つあります。
なぜなら、これだけでも結構な長さの文章になってしまうからなんですね～(笑)
と言うことで、改めていってみましょう。
まず音楽用CD(コンパクトディスク)に記録されているものは基本的に音楽データファイルですよね。
これはサンプリング周波数と量子化ビット数によって細分化されたデータを、0か1の2進数に置き換えた形で記録しています。
コンピューターなどの内部でもこのように2進数に置き換えて処理しているのですが、これだけだとデータ量が増えることで数字の桁がもの凄く大きくなってしまうために桁を纏めて8進数や16進数として表していたりします。
脱線しない程度に予備知識を入れると、CD(-R)の容量はおよそ700MB(メガバイト)ほどなので、現在主流のSDカードやUSBメモリーなどと比べるとかなり少ないことに気がつきます(笑)
更に余談ですが、面白いことにHDDやSD、USB、CDなどの記憶媒体はこれら2進数のデータを記録することに用いられているにもかかわらず、なぜかこれら記憶媒体の容量はどれも2進法で表記されずにキリのよい500GB(ギガバイト)とか、1TB(テラバイト)になってたりする不思議もあります(笑) ←興味がわいたらGoogle先生へ
えっと、戻します(笑)
CDに記録されている音楽データのサンプリング周波数が44.1kHzであることは、もう何度もお話ししているので覚えていると思いますが、この数字は実は人間の可聴周波数帯域の上限である20kHzがベースになっているんです。
まず、この20kHzまでの周波数(音楽信号)をデジタルデータ化しようとした場合、基本的には2倍以上のサンプリングレートがなければならないと言う理論があります。
これは録音時のフィルター値上限の1/2以上はデジタル特有の折り返しノイズになってしまうと言う理由から、記録したい周波数上限の2倍以上のサンプリングレートを持たせなければならないからなんです。
つまりこの理由を逆説すると、40kHz以上のサンプリング周波数を持たせることで20kHzまでの周波数(音楽信号)をノイズにすることなく記録できるということになり、更に1割程度の余裕(2kHz)を持たせることで44.1kHzのサンプリング周波数は可聴周波数帯域の上限である20kHzまで問題なく記録し、再生することができると言うことになります。
これがCDが44.1kHzのサンプリングレートであることの基本的な考え方であり、帯域幅の制限と言うことになります。
ん？
理屈が解ってきた結果、なんだかHi-Res(ハイレゾ)に話が結びついてきましたね～♪
96kHzや192kHzを同じ理屈で考えてみたら、Hi-Res(ハイレゾ)が再生可能周波数(録音されている周波数)の幅が広い理由も判明しますよね！
と言うことで、本日はここまで。