それはどのように行うのですか？ オーディオはどのようにしてソースからスピーカーに届き、聞こえるようになりますか?
オーディオ信号は、音を電気的に表現したものです。 可聴周波数 20 ～ 20,000 Hz の範囲。 それらは直接合成することも、マイクまたは楽器のピックアップ トランスデューサーで発生させることもできます。 信号の流れは、オーディオ信号がサウンドに変換されるソースからスピーカーへのパスです。
オーディオ信号とは何か、どのように機能するかを見てみましょう。 また、さまざまなタイプのシグナル フローと、ホーム オーディオ システムのシグナル フローの設定方法についても説明します。
オーディオ信号処理について
オーディオ信号処理とは
お気に入りの曲がどのように組み合わされるのか疑問に思ったことはありませんか? まあ、それはすべてオーディオ信号処理のおかげです! オーディオ信号処理は、サウンドをデジタル形式に変換し、サウンド周波数を操作し、エフェクトを追加して完璧な曲を作成するプロセスです。 レコーディング スタジオ、PC やラップトップ、さらには特殊なレコーディング機器でも使用されています。
オーディオ信号処理入門
オーディオ信号処理について詳しく知りたい場合は、ウォーレン・クーンツのオーディオ信号処理入門が最適です。 サウンドとアナログオーディオ信号の基本、サンプリングと量子化をカバーしています。 デジタルオーディオ 信号、時間および周波数領域の処理、さらにはイコライザーの設計、効果の生成、ファイル圧縮などの特定のアプリケーションまでもが含まれます。
MATLAB でオーディオ信号処理を学ぶ
この本の最大の利点は、MATLAB スクリプトと関数を使用する例と演習が付属していることです。 これは、自分の PC でオーディオをリアルタイムで処理し、オーディオ信号処理がどのように機能するかをよりよく理解できることを意味します。
著者について
ウォーレン・クーンツは、ロチェスター工科大学の名誉教授です。 メリーランド大学で学士号、マサチューセッツ工科大学で修士号、博士号を取得しています。 パデュー大学で電気工学を専攻。 Bell Laboratories で 30 年以上デジタル伝送システムの開発に従事し、退職後は RIT の教員に加わり、オーディオ エンジニアリング テクノロジー オプションの作成を支援しました。 Koontz は、オーディオ エンジニアリングの分野で研究を続けており、その研究結果を発表しています。
交流の背後にある科学
ACとは何ですか？
交流 (AC) は電気の野生児のようなものです。それらは XNUMX つの場所にとどまらず、常に変化しています。 一方向に流れる直流 (DC) とは異なり、AC は常にプラスとマイナスを切り替えます。 これが、オーディオ信号で使用される理由です。複雑なサウンドを正確に再現できます。
それがどのように動作しますか？
AC オーディオ信号は、音波が高圧と低圧を交互に繰り返すように、再生される音のピッチに合わせて変調されます。 これは、周波数と振幅の XNUMX つの値を変更することによって行われます。
- 頻度: 信号が正から負に変化する頻度。
- 振幅: デシベルで測定された信号のレベルまたは音量。
なぜACはとても素晴らしいのですか？
AC は電気のスーパーヒーローのようなものです。他の形態の電気ではできないことを行うことができます。 複雑な音を電気信号に変換し、再び音に戻すことができます。 それは魔法のようなものですが、科学があります。
シグナルフローとは？
基礎
シグナル フローは電話ゲームのようなものですが、サウンドが伴います。 それは、音源から耳に至るまでの音の旅です。 ホームステレオでお気に入りの曲を聴いているときのように、それは短い旅行かもしれません。 または、すべてのベルとホイッスルを備えたレコーディング スタジオにいるときのように、長く曲がりくねった旅になる可能性もあります。
ニッティ・グリティ
信号の流れに関しては、途中で多くのストップがあります。 サウンドは、ミキシング コンソール、外部オーディオ機器、さらには別の部屋を通過する場合があります。 大昔のオーディオ リレー レースのようなものです。
利点
シグナルフローの利点は、サウンドをより良くするのに役立つことです。 それはあなたが制御するのを助けることができます ボリューム、エフェクトを追加し、サウンドが適切な場所に送られていることを確認してください。 そのため、オーディオを最大限に活用したい場合は、信号の流れを理解する必要があります。
オーディオ信号を理解する
音声信号とは?
音声信号はスピーカーの言語のようなものです。 彼らはあなたのスピーカーに何を言うべきか、そしてそれをどれだけ大きな声で言うべきかを伝えるものです. 彼らは、あなたの音楽を素晴らしく、映画を強烈に、そしてポッドキャストをプロのレコーディングのように聴かせます。
オーディオ信号を特徴付けるパラメータは?
オーディオ信号は、いくつかの異なるパラメーターによって特徴付けることができます。
- 帯域幅: これは、信号が伝送できる周波数の範囲です。
- 公称レベル: これは信号の平均レベルです。
- デシベル単位の電力レベル (dB): これは、基準レベルに対する信号の強度の尺度です。
- 電圧レベル: これは、信号経路のインピーダンスに対する信号の強度の尺度です。
オーディオ信号のさまざまなレベルとは?
オーディオ信号は、アプリケーションに応じてさまざまなレベルになります。 以下は、最も一般的なレベルの概要です。
- ライン レベル: これは、プロ用ミキシング コンソールの標準レベルです。
- Consumer Level: これはラインレベルよりも低いレベルで、民生用オーディオ機器に使用されます。
- マイクレベル: これは最低レベルで、マイクに使用されます。
すべてこれはどういう意味ですか？
簡単に言えば、オーディオ信号はスピーカーの言語のようなものです。 何を言うべきか、どれだけ大きな声で言うべきか、音楽、映画、ポッドキャストを素晴らしいサウンドにする方法をスピーカーに伝えます。 したがって、オーディオを最高の状態で再生するには、オーディオ信号のさまざまなパラメーターとレベルを理解する必要があります。
デジタルオーディオとは？
それは何ですか？
デジタル オーディオは、オーディオ信号のデジタル形式です。 あらゆる種類のオーディオ プラグインやデジタル オーディオ ワークステーション (DAW) ソフトウェアで使用されています。 基本的には、DAW を通過してオーディオ トラックからプラグインに渡され、ハードウェア出力に出力される情報です。
どのように輸送されますか？
デジタル オーディオは、次のようなさまざまなケーブルで送信できます。
- 光ファイバ
- 同軸
- ツイストペア
さらに、回線コードと通信プロトコルを適用して、伝送媒体のデジタル信号をレンダリングします。 最も一般的なデジタル オーディオ トランスポートには、次のものがあります。
- 伝統
- TDIF
- TOSLINK
- S / PDIF
- AES3
- マディ
- オーディオオーバーイーサネット
- Audio over IP
それでは、それは何を意味するのでしょうか?
簡単に言うと、デジタル オーディオとは、ケーブルや空気を介してオーディオ信号を送信する方法です。 あらゆる種類のオーディオ プラグインやデジタル オーディオ ワークステーション (DAW) ソフトウェアで使用されています。 だからミュージシャンなら、 プロデューサー、またはオーディオ エンジニアの皆さんは、キャリアのある時点でデジタル オーディオを使用したことがあると思います。
オーディオ信号の操作
信号処理とは
信号処理は、音などのオーディオ信号を取得し、何らかの方法で変更する方法です。 これは、サウンドをコンピューターに接続し、多数のノブとダイヤルを使用して異なるサウンドにするようなものです。
信号処理でできること
信号処理を使用して、サウンドであらゆる種類のクールなことを行うことができます。 以下にいくつかの可能性を示します。
- 高周波数または低周波数をフィルターで除去できます。
- 特定の周波数は、イコライザーで強調または最小化できます。
- 歪みで倍音を加えることができます。
- 振幅はコンプレッサーでコントロールできます。
- リバーブ、コーラス、ディレイなどの音楽効果を追加できます。
- 信号の全体的なレベルは、フェーダーまたはアンプで調整できます。
- 複数の信号をミキサーで組み合わせることができます。
すべてこれはどういう意味ですか？
簡単に言えば、信号処理とは、音を取り出してまったく異なる音にする方法です。 音量を大きくしたり小さくしたり、エフェクトを追加したり、複数のサウンドを XNUMX つに組み合わせたりすることもできます。 それは、遊ぶための音の遊び場を持っているようなものです!
トランスダクションとは？
基礎
変換は、音を電気信号に変換するプロセスです。 つまり、音波を0と1に変えていく過程です。 それは物理世界とデジタル世界の間の魔法の架け橋のようなものです。
プレーヤー
変換ゲームには XNUMX つの主なプレーヤーがいます。
- マイクロフォン: これらの変換器は、音波を受け取り、電気信号に変換します。
- スピーカー: これらの変換器は、電気信号を受け取り、音波に変換します。
種類
トランスダクションに関して言えば、オーディオ信号には主にアナログとデジタルの 0 種類があります。 アナログは元の音波で、デジタルは 1 と XNUMX のバージョンです。
プロセス
トランスダクションのプロセスは非常に簡単です。 まず、マイクロホン カプセルが音波に遭遇します。 このカプセルは、振動の機械的エネルギーを電流に変換します。 この電流は増幅され、デジタル信号に変換されます。 最後に、このデジタル信号はスピーカーによって音波に変換されます。
ファンキーサイエンス
私たちの耳も音を電気信号に変換しますが、これは音声信号ではなく聴覚信号です。 聴覚信号は聴覚用であり、音声信号はテクノロジー用です。
これで、トランスダクションの迅速かつ簡単なガイドが完成しました。 これで、音波を 0 と 1 に変える魔法のプロセスの知識で友達を感動させることができます!
デシベル スケールを理解する
デシベルとは何ですか？
信号メーターを見ると、デシベル情報が表示されます。 デシベルは、音の大きさまたは振幅を測定します。 これは対数目盛であり、線形目盛ではありません。つまり、膨大な範囲の音響パワー レベルを測定できます。 人間の耳は、遠くにあるジェットエンジンの轟音だけでなく、近くにピンが落ちる音も感知できる素晴らしい装置です。
騒音測定単位
騒音計で騒音レベルを測定する場合、騒音の強さをデシベル単位 (dB) で測定します。 サウンドメーターは、耳のダイナミックレンジに近似するデシベル範囲と解像度のディスプレイを使用します。 リニアな性能の騒音計を製作するのは難しいため、10を底とした対数目盛を採用しています。
一般的な音のデシベル レベル
一般的な音のデシベル レベルのリストを次に示します。
- ほぼ無音 — 0 dB
- ささやき声 — 15 dB
- ライブラリ — 45 dB
- 通常の会話 — 60 dB
- トイレのフラッシング — 75–85 dB
- 騒がしいレストラン — 90 dB
- 病棟のピーク ノイズ — 100 dB
- 赤ちゃんの泣き声 — 110 dB
- ジェットエンジン — 120 dB
- ポルシェ 911 カレラ RSR ターボ 2.1–138 dB
- 風船割り — 157 dB
デシベルの種類
オーディオに関しては、いくつかの種類のデシベルがあります。
- SPL (Sound Pressure Levels): 特殊な SPL メーターで測定された現実世界の (非信号) 音を測定します。
- dBFS (デシベル フル スケール): 0 と 1 の世界でデジタル信号レベルを測定する方法。最大信号強度はメーターで 0 です。
- dBV (Decibels Volt): 主にアナログ機器またはアナログ機器をエミュレートするデジタル ソフトウェアで使用されます。 VU メーターは、最も大きな瞬間的なピーク信号のみを表示するピーク メーターとは対照的に、平均オーディオ レベルを記録します。 アナログ オーディオの黎明期、磁気テープは数十年後に製造された磁気テープに比べて多くのオーディオ信号を記録できませんでした。そのため、使用するテープに応じて 0 を超えて +3 または +6 まで記録することが許容されるようになりました。またはそれ以上。
オーディオ形式について
オーディオ形式とは何ですか?
オーディオを録音するときは、その保存方法を決定する必要があります。 これは、適切なオーディオ形式、ビット深度、およびサンプル レートを選択することを意味します。 写真に適したカメラ設定を選択するようなものです。 JPEG 品質 (低、中、高) を選択するか、最大量の詳細を RAW ファイルに記録できます。
オーディオ形式は、画像形式 (.png、.tif、.jpg、.bmp、.svg) に似ていますが、サウンド用です。 オーディオ形式は、オーディオを表すために使用されるデータの量、圧縮されているかどうか、および使用されるデータの種類を定義します。
非圧縮オーディオ
オーディオ制作に関しては、通常、圧縮されていないオーディオに固執したいと思うでしょう。 これにより、オーディオの配信方法を制御できます。 Vimeo、YouTube、Spotify などのプラットフォームを使用している場合でも、最初は非圧縮形式でオーディオをマスタリングする必要があります。
圧縮オーディオ
音楽を扱っている場合、配信プラットフォームに対して大きすぎる場合は、オーディオ ファイルを圧縮する必要がある場合があります。 たとえば、Distrokid は最大 1 GB のファイルのみを受け入れます。 そのため、曲が非常に長い場合は、圧縮する必要があります。
音楽を制作するための最も一般的なファイル形式は、WAV と FLAC です。 FLAC は可逆圧縮形式で、mp3 より優れています。 Spotify は、AAC 形式の使用を推奨しています。
オーディオのエクスポート
ビデオの一部としてオーディオをエクスポートする場合、通常、いくつかのプリセットから選択できます (YouTube、Vimeo、Mobile、Web、Apple Pro Res. など)。 オーディオは、エクスポート設定に基づいてビデオとともに圧縮されます。
プリセットに適合しないユースケースがある場合は、オンラインで追加の調査を行って、最適な設定を見つけることができます。
ファイルサイズの比較
以下は、さまざまなオーディオ形式のファイル サイズの比較です。
- WAV：ラージ
- FLAC: 中
- MP3: 小
それで、あなたはそれを持っています！ これで、オーディオ形式についてすべて理解できました。
ビット深度とは何ですか?
ビット深度は、サウンドの波形の動的解像度を表すために使用される技術用語です。 これは、オーディオ ファイル全体を表すために使用される小数点以下の桁数に少し似ており、サウンドの全体的な品質と解像度を決定する重要な要素です。
ビット深度の基本
ビット深度は、デジタル メディアに記録できる最大音量と最小音量の信号を表すために使用される値の範囲に関するものです。 以下に、基本事項の簡単な概要を示します。
- ビット深度値は、サウンドの波形の動的解像度を表します。
- ビット深度は、オーディオ ファイル全体を表すために使用されるすべての 0 と 1 の全体的な小数点以下の桁数も定義します。
- 最も一般的なビット深度規格は、16 ビットと 24 ビットです。 使用するビット数が多いほど、サウンド ファイルが大きくなり、品質や解像度が高くなります。
- CD オーディオは 16 ビット メディアとして定義されていますが、DVD は 16、20、または 24 ビット オーディオを再生できます。
クリエイティブ パラメータとしてのビット深度
ビット深度は単なる専門用語ではなく、クリエイティブなパラメーターとしても使用できます。 たとえば、Chiptune と呼ばれる電子音楽の全ジャンルがあり、これは 8 ビット プロセッサを搭載した以前の世代のコンピューターで再生されたオーディオのサウンドをエミュレートします。
そのため、サウンドに少しローファイなフレーバーを加えたい場合は、ビット深度を考慮する必要があります。 使用するビット数が多いほど、サウンド ファイルが大きくなり、品質や解像度が高くなることを覚えておいてください。
まとめ
これで、電気的または機械的振動の形の信号としての音の表現としてのオーディオ信号についてすべてがわかりました。 それは私たちがどのように音楽を聴き、どのように録音するかです。 それは、他の人と共有する方法であり、デバイスで楽しむ方法です。
だから、それを始めることを恐れないで、楽しんでください！
私はNeaeraの創設者でありコンテンツマーケティング担当者であるJoostNusselderであり、私の情熱の中心にあるギターを使って新しい機器を試すのが大好きです。私のチームと一緒に、2020年から詳細なブログ記事を作成しています。録音とギターのヒントで忠実な読者を助けるために。
