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あなたの知らないコンパクトディスク②  <オーディオ研究室>

CD4.jpg 

CDが扱うデジタル信号は、リニアPCM(Pulse Code Modulation)という方式ですね。
サンプリング周波数は、44.1KHz、つまり1/44100秒ごとに音をデジタル信号にします。 音の強弱は、16ビット、つまり「0」か「1」かの16桁で216 つまり0~65535段階、チョウ細かい。

1秒間に44100回×16桁×左右2チャンネルで、データの量、ビットレートは1411.2Kbps、これだけの数の「0」と「1」があの円盤に刻まれていると考えるだけでスゴイんですが、話はそう簡単じゃありません。

デジタルですから、間違いが起こっちゃあいけません。 
そこで工夫その一、EFM変調(Eight to Fourteen Modulation)なんのこっちゃ?

前回、CD上でデータを表すピットとランドの長さが、3Tから11Tって言いましたが、実はこれ「1」が続いて読み間違いが起きないような工夫なんですね。 最短の3Tの表すデータは「001」、「1」が連続することはできません。 そこで、デジタル変換した生のPCMの音楽データのほうも、「1」が連続しないようにと、変換表を使って8ビットごとに14ビットに変換して記録します。 

その上、読み間違う前提で、誤り訂正暗号化「CIRC」(Cross Interleaved Reed Solomon Code)ってのもやります。
時系列順にデータを流すと、傷でも付いたらそこは読めなくなります(これバーストエラーっていいます)。
そこで、データをあらかじめ分散して記録して、読み込んでから復元します。 一つだけデータがどうしても分からなくなったら(これランダムエラーっていいます)、前後のデータから平均値などで推測するそうです。

そんなこんなで、CDの盤面に刻まれるデータは、セクターというカタマリななっています。 
毎秒75個のセクターがきざまれていて、1セクターは98個のフレームというカタマリからできています。
 セクター クリックで拡大 ↑

そのフレームの中身が次の図です。 588バイトの音楽情報や誤り訂正コード、同期信号などがこのような順番に書きこまれています。

パケット5  クリックで拡大 ↑


コレだけやったらなんだか完璧なシステムみたいですが、パソコンのディスクの読み込み、リッピングと根本的に違うのは、けして読み直しはしないことです。 パソコンデータは1バイトだって間違いは許されないので、何度でも読み直しますが、CDはちょっと待ったというわけにはいきません。 

リアルタイムで読みだすのがレコードの再生、読み込みに命をかけるパソコンのリッピング、その中間で、誤り訂正もきっちりやりながらリアルタイム風にがんばってるのが、CDってわけです。

実は、この読み取り精度は、思った以上に完璧でって話に、つづく!


      
荻窪生活研究所     CD2_20101121210740.gif
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