サンプリングレート・ビット深度・ビットレートの意味と関係性

このページでは、

  • サンプリングレート
  • ビット深度
  • ビットレート

の3つの意味・関係性について紹介します。

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サンプリングレートとは?

データ上の「音声」というのは、「1秒を何万分割にもして、それを1つ1つデータとして採取していったもの」です。

コンピューターは、この分割された1つ1つのデータを連続で読み込んで「音声」として出力します。

そして、それを聴いた人間は「音声」として認識します。

この「1秒当り、何万分割して音を採取するか」というのを「サンプリングレート」と呼びます。(「サンプリング周波数」とも言う)

サンプリングレート

分割数を多くすればするほど、「滑らかな音」になるので、結果的に「音質が良くなった!」と感じます。

ビット深度とは?

サンプリングレートは「1秒当り、何万分割して音を採取するか」の事を言いますが、

この「1つ1つの分割データ(サンプリング)にどれだけの容量を与えるか」という事を「ビット深度」と呼びます。

ビット深度_図

他にも「量子化ビット数」「サンプルビット数」「ビットデパス」などと呼んだりもする

例えば、ビット深度が「16bit」だとすると、サンプリング1つに対して2の16乗(65536)の情報量となります。

ビット深度を大きくすればするほど、音の細かさ・大小などの表現力が上がります。結果「音質が良くなった!」と感じます。

市販のCDのビット深度は16bitなので「自分でDAWで録音したものをwav出力する!」とかいう場合以外には基本的には24bitとか32bitは不要です。(音質厨の方は除く)

ただ、音声編集ソフトなどで、音声をエフェクト加工する際などは、ビット深度を余分に割り当ててやる事で(例えば32bitとか)音の劣化を限りなく0にできるので、そういう場合は余分に割り当てた方が良いです。(出力の際は16bitで良い)

また、ここでいう「ビット深度」は、動画で言う所の「ビット深度(色深度)」とは意味が異なるので注意です。

参考ビット深度(色深度)とは?10bit・24bit・30bitなどの違い

ビットレートとは?

ビットレートとは、「1秒あたりのデータ量」のことです。

参考ページビットレートとは?画質・音質・コーデックとの関係【映像・音声】

先ほど紹介した「サンプリングレート」と「ビット深度」は、

  • サンプリングレート:1秒当り、何万分割して音を採取するか
  • ビット深度:分割した1つ当りのデータにどれだけ要領を与えるか

なので、この2つの値を掛けあわせたものが「ビットレート」となります。

ビットレート_図

式で表すと、

サンプリングレート(Hz)× ビット深度(bit)= ビットレート(bps)

こうなります。

例えば、

  • サンプリングレート:44100Hz
  • ビット深度:16bit
  • ステレオ

な音楽ファイルの場合、

44100(Hz) ✕ 16(bit) ✕ 2(ステレオ) = 1411200(bps) ≒ 1411(kbps)

となります。

非圧縮のwavのビットレートは1400kbpsくらいなので、合ってますよね。

Youtube動画の音声ビットレートは最高でも「192kbps」なので、非圧縮wavとは7倍近くも情報量に差があることがわかります。

参考ページYoutubeに高音質な動画をアップロード・ダウンロード=無理という話

ちなみに「bps」は「8」で割ると「B/s」に変換出来ます。

なので、「1411/8=176KB/s」とできます。

非圧縮wavには、1秒当り176KBもの情報が含まれているということですね。(全角文字で88000文字分)

つまり、「ビットレートを上げる」と言う事は「サンプリングレート」「ビット深度」のどちらかかを上げるという事を指しているということです。

まとめ

・サンプリングレート:「1秒当り、何万分割して音を採取するか」ということ

・ビット深度:「分割した1つ当りのデータにどれだけ容量を与えるか」ということ

・ビットレート:「サンプリングレート」と「ビット深度」を掛けたもの

このページの情報は以上です。

関連ページ【違いが分からない】64kbps,96kbps,128kbps,192kbps,320kbps,非圧縮音源(WAV)の音質比較【MP3】

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