PCM 【Pulse Code Modulation】 パルス符号変調

概要

PCM（Pulse Code Modulation）とは、音声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。信号の強度を一定周期で標本化(サンプリング)したもの。そのまま保存すれば非圧縮音声データとなる。

音波をマイクなどでアナログ電気信号に変換し、その強度をサンプリング周波数に従って一定周期で測定する。各測定値は定められた量子化ビット数の範囲で整数値として記録する。

例えば、CDの音声はサンプリング周波数44.1kHz（キロヘルツ）、量子化16ビットのPCM方式で記録される。これは毎秒44,100回信号を測定し、その強度を65,536（2¹⁶）段階の値で表していることを意味する。

サンプリング周波数と量子化ビット数を高めるほど高品質のデータを得ることができるが、その分データ量は増大する。標本化定理により、サンプリング周波数の半分の周波数までの信号は再現可能とされており、これを「ナイキスト周波数」という。

音声の場合は人間の可聴音の上限が20kHz程度であることが知られており、40kHzを超えるサンプリング周波数を用いれば録音データからおおむね自然な音が再生できるようになると言われる。

通常のPCM方式は「リニアPCM」（LPCM：Linear PCM）とも呼ばれ、毎回の標本化で得られたデータを単純に順番に並べた形式だが、一つ前のデータとの差分を記録していく方式を「DPCM」（Differential PCM：差分PCM）という。

さらに、DPCMの各標本の量子化ビット数を直前の標本の変動幅に応じて適応的に変化させる方式を「ADPCM」（Adaptive Defferential PCM：適応的差分PCM）という。PCMとほぼ同じ品質を保ちながら符号化後のデータ量を削減できるため、実用上はこちらが用いられることも多い。

この記事の著者 ： (株)インセプト IT用語辞典 e-Words 編集部
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