PCM (パルス符号変調)

PCM（Pulse Code Modulation、パルス符号変調）は、アナログ信号を一定時間間隔で標本化し、各振幅を有限段階へ量子化して、二進符号として表すデジタル化方式です。

■ 試験で押さえるポイント

• 標本化周波数fsは、帯域上限fmaxの2倍より大きく取るという標本化定理を満たし、入力前の低域通過フィルタで折返し雑音を防ぎます。

• 量子化ビット数bなら振幅段階は$2^b$で、ビット数を増やすと量子化誤差を減らせますが、データ量も比例して増えます。

• 非圧縮PCMのビットレートは$\text{標本化周波数}\times\text{量子化ビット数}\times\text{チャネル数}$です。ヘッダ等を除くデータ量はさらに時間を掛けます。

• PCMは符号化された音声サンプルの方式で、WAVはPCM等を格納できるコンテナです。PCM自体が必ずWAVファイルとは限りません。

■ 選択肢での判断ポイント

標本化→量子化→符号化の順序、fs・ビット数・チャネル数によるデータ量計算が頻出です。

例: 44.1kHz、16bit、2chのPCMは$44{,}100\times16\times2=1{,}411{,}200\,\mathrm{bit/s}$です。60秒なら8で割って約10.584MBです。