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サンプリング周波数とは

サンプリング周波数とは、人の声などのアナログの音声信号をデジタル信号へ変換する際に、1秒間に標本をとる(標本化:サンプリングともいう)頻度のことです。単位は、一般的にHz(ヘルツ)が使用されています。

数値が大きいほど処理回数多く、高音質となりますが、高音質になるのに比例してデータ量も増えていきます。このため、処理を行う機器の仕様や使用目的によって適切なサンプリング周波数を選択する必要があります。


サンプリング周波数があらわすもの

通常、CD(コンパクトディスク)で使用されるサンプリング周波数は、44.1kHzです。これは、1秒間に44,100個のデータを処理することを意味します。デジタル信号はサンプリング周波数の1/2の周波数まで再現可能といわれており、この周波数をナイキスト周波数といいます。

よって、CDのナイキスト周波数は22.05kHzで、人間の可聴域の上限(20kHz程度)を上回っており、問題なく音声を再現できているということができます。

その他の代表的なデジタル化された音声信号のサンプリング周波数は以下の通りです。
・デジタル衛星放送テレビジョン:48kHz
・電話(ISDN):8kHz
・電話(高音質IPフォン):16kHz or 32kHz
・YouTube動画(標準モード):22.05kHz


AD変換・DA変換の役割と必要性

人の声などのアナログの音声信号をデジタル信号へ変換することをAD変換といいます。

通信をする際に、音声信号をアナログのまま扱うと雑音が入ったり音質が悪くなったりしやすいのですが、デジタル信号へ変換してデジタルデータとして扱うことで高音質を保つことができます。

しかし、AD変換の際、先述のナイキスト周波数を越える周波数のアナログの音声信号存在した場合、変換されたデジタル信号には雑音が混入します。この場合は、ナイキスト周波数を越える周波数のアナログの音声信号成分を除去する前処理が行われます。

逆に、デジタル信号をアナログの音声信号に戻すことDA変換といいます。 サンプリング周波数が示す処理間隔でデジタル信号を読み出し、アナログに戻した音声信号を再現します。


Web会議における音声データの重要性

サンプリング周波数が大きいほど高い周波数まで再生でき高音質となりますが、データ量も増えていきますので、機器の仕様や使用目的によって適切なサンプリング周波数を選択する必要があります。

現在は、通信技術の発達により大容量のデータの送受信が可能となっています。これは、より高画質、高音質のデータのやり取りが可能となったことを意味します。音声データのやり取りを例にとって考えてみると、より大きいサンプリング周波数をもつデジタル信号の送受信ができるようになったということになります。

この結果、離れた場所の会話や音楽などを高音質の音声として聞くことが可能となりました。画像データのやり取りでは、高画質で滑らかな動画や画像の視聴が可能となりました。

これらの技術によってWeb会議は生み出され、また、これらの技術の発達が、Web会議の質を飛躍的に向上させました。さらにWeb会議の質の向上によって、Web会議にあたかも実際に同じ会議室で会議をしているかのような臨場感が生まれました。

会議では、人の発言内容から声色、表情までがすべて重要な情報です。特に会議内における発言内容の聞き取りは、ディスカッションや議事録作成の際に極めて重要です。よって、Web会議では、聞き逃しなどがないようクリアな音声が求められます。

より大きいサンプリング周波数をもつデジタル信号の送受信が、高音質でクリアな音声での会話やディスカッションを実現し、スムーズな会議進行が可能となりました。

サンプリング周波数が大きいほど高い周波数まで再生でき高音質となりますが、データ量も増大していきます。 現在のWeb会議は、大容量データの送受信が可能となったため、数年前よりも更に大きいサンプリング周波数の音声データのやり取りができるようになりました。
この結果、高音質でクリアな音声での会話やディスカッションが実現し、Web会議でのスムーズな会議進行が可能となりました。