No.4ベストアンサー
- 回答日時:
そもそも、「ダイナミックレンジ」とは、「最小音と最大音の比率」ということです。
最小の音に比べて、最大何倍まで大きな音を出すことができるか、ということです。値が大きいほど「小さい音から大きな音まで、幅広く出せる」ということです。CD、ハイレゾ音源などは、アナログ波形の大きさ(振幅=音の大きさ)を「デジタル数値」に変換して記録、再生します。デジタル数値16ビットで表現できる最小音は2進法で「0000 0000 0000 0001」(10進法で「1」)、最大音は2進法で「1111 1111 1111 1111」(10進法で「65,535」=2の16乗 マイナス1)ということです。
これでは値が大きいので、「3桁(1000倍)か4桁(1万倍)か」といった「桁数」に相当する「対数」で表現するようにしたのが「dB」(デシベル)という単位です。元の数値 X (たとえば「65,535」)をデシベルの値に変換するには、
デシベル=20 × log(X)
で計算します。ご参考まで「小学生でも分かるデシベル(dB)の話」
↓
http://macasakr.sakura.ne.jp/decibel.html
No.3
- 回答日時:
>すみません、難しい計算式を理解する数学力はないので、なるべく文章でお願いします。
不可能です
1ビットで2倍
2ビットで2^2で4倍
3ビットで2^3で8倍
16ビットで2^16で65536倍
これをデシベル換算するので
20log(10)2^16=96.3「dB]です
No.2
- 回答日時:
>これはどういう理屈で導き出されているのでしょうか?
正に「理屈」……理論上或いは計算上、導き出される数値です。
先ず dB (デシベル) という単位記号は「対数」表記の記号であって 1:2 の電圧比が 6dB というわけではありません。
1:10 で 20dB、1:100 で 40dB となるように「対数」計算を行っているのですが、1:2 では 6.020599913279624……と永遠に続いてしまい、「約 6dB」或いは「約 6.02dB」として説明されます。
そのため 16bit は約 6dB の 16 倍である「約 96dB」、或いは 約 6.02dB の 16 倍である「約 96.32dB」となって、どれほど数字を並べても「約」の字が付くわけです。
これらの計算を何桁まで有効とするかを「有効数字」と呼びますが、有効数字を 2 桁で計算するか 3 桁で計算するかで答えが微妙に違ってきます。
例えば「円周率」を「約 3」で計算するか「約 3.14」で計算するかでは 7 倍した時に「3 × 7=21」と「3.14 × 7=21.98≒22.0」というように「1」の違いがでてきます。(円周率は 3.1415926535897932384……というように数字の並びに終わりがないものになります)
更に……
Digital Audio 信号は「正弦波」の Pulse 信号で表現されます。
下図左側の「Sine」で示された波形がそうです。
一方 Digital Audio 信号に含まれる Noise は Analog Audio 波に変換すると「のこぎり波」で表現されるものになります。
下図右側の「Saw」で示された波形がそうです。
Dynamic Range は信号波とそれ以外の波形 (主に量子化雑音) との量比で示されるのですが「正弦波」と「のこぎり波」では波形が異なりますので、両者の量 (図で横点線の Y 軸と各々の波形とで囲まれる面積) も異なりますよね。
>すみません、難しい計算式を理解する数学力はないので、なるべく文章でお願いします。
との事ですので、数式なしで言えば「正弦波の面積よりものこぎり波の面積の方が小さいので、両者の量比は 1:1 ではない」のです。
雑音の実効量は単純な Peak 電圧で測定するものよりも少ないので、その分を補正する必要があります。
この補正量は 16bit 分で「約 2dB」或いは「約 1.76dB」となりますので『有効数字』を 2 桁で考えれば「(6.0dB × 16) + 1.8dB」=97.8dB≒98dB となり『有効数字』を 3 桁で考えれば「(6.02dB × 16) + 1.78dB」=97.76dB≒97.8dB となります。
>16bitが表現できるダイナミックレンジが97.8dBとあります。
これは『有効数字を 3 桁』として『正弦波とのこぎり波との違いを補正』した数値も入れたことによる数値です。
別に「約 96dB」の Dynamic Range が「約 97.8dB」に広がったというものではなく、『どちらも全く同じもの』を「大体の数値 (2 桁)」で考えるか「もうちょっと詳しくした大体の数値 (3桁)」で考えるかの違いに過ぎません。
素敵な Audi Life を(^_^)/
No.1
- 回答日時:
初めまして。
理数系に疎い者です。
Wikiのページがありましたので、URLを貼っておきます。
簡易式のnに16を当てはめると、近い数値になりましたので、ビット深度と言う物に
関連があるものと思われます。
参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%93%E3%83%83% …
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