情報科教育法II 授業資料

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1. 情報の デジタル化③ 地理学科 ３年 5121076 大窪悠斗 ～音のデジタル化～
2. 前回の復習 • 圧縮：あるデータを，その内容や意味を保ったまま， データ量を減らした別のデータに変換すること。 • 可逆圧縮：同じファイルに戻せる圧縮形式 • 非可逆圧縮：同じファイルに戻せない圧縮形式 ＊圧縮率は可逆圧縮より非可逆圧縮の方が高い • 展開：圧縮されたデータをもとのデータに戻すこと。
3. 前回の復習 • ランレングス法：同じデータが連続する部分に注目 し圧縮 • ハフマン符号化：出現頻度が高いデータを短いビッ ト列，低いデータを長いビット列に符号化して圧縮
4. 今日の目標 音はどのようにデジタル化 されるのか考えよう！
5. 導入 音声データのファイル形式について 調べてみよう！
6. 音声データのファイル形式の例 • 無圧縮 WAVE（データサイズ大），AIFF（データサイズ小） • 非可逆圧縮 MP3（MPEG-1,MPEG-2），AAC（MPEG-2,MPEG-4）， WMA（デジタル著作権管理機能に対応） ＊MPEG：動画圧縮規格
7. 音のデジタル化の手順 アナログ音声データを・・・ → 標本化して → 量子化して → 符号化する！
8. 標本化（サンプリング） 一定の時間で電圧の強さの 値を読み取るすること。 ・サンプリング周波数(Hz)： １秒間に何回サンプリングす るか
9. 量子化 標本化された値を整数化す ること。 ・量子化ビット：目盛りの間 隔を決めるもの
10. 符号化 量子化によって得られた値 を２進法で表現すること。
11. ＰＣＭ（パルス符号変調） 音の波形を符号化して記録 する方式。
12. 実習をしよう！
13. 実習の内容 1.異なるサンプリング周波数で，波形にどのような 違いがあるかみてみよう！ 2.MIDIデータを作成してみよう！ ＊実習１ができたらやろう
14. 課題（実習レポート） • 実習１（できた人は実習２も）をしてGoogleフォームにて 提出してください。 • 期限は授業終了までとします。 • すべての問いにおいて，回答の正しさではなく，回答を裏 付ける根拠が理にかなっているかを評価します。 （つまり，この課題をするうえでは，わざわざ本やイン ターネットから情報を得る必要はないということです。）
15. 実習１． 異なるサンプリング周波数で，波形に どのような違いがあるかみてみよう！
16. 波形を見る方法 • やり方が気になった方は以下のサイトを確認してやって みてください。 • https://qiita.com/nemiko007/private/5644822a7178b8 70aaec
17. 課題レポートの問い① 右の画像は音声の波形を表したもの であり、上の段が44100Hz、下の段が 22050Hzの波形である。 それを踏まえて、赤枠内の波形を比 較し、以下の問に答えてください。 １. 異なるサンプリング周波数だと波形に どのような違いがあったか答えよ。 ２． なぜ１で答えた結果になったと考えら れるか答えよ。
18. 実習２． MIDIデータを作成してみよう！ （実習１ができたらやろう）
19. まず… MIDIとは • 音色の種類や音の高さ，長さ，大きさ，テンポなどの演 奏情報を楽譜のようにデータ化する規格。 • 音のデジタル化の方法の一種。 • 実習２ではMIDIデータを作成してみることを目的とする。
20. Dominoのインストールと環境設定 • 以下のサイトを確認してやってみてください。教員もサ ポートします。 • https://dtm-hyper.com/dtm3/dtm3_1.html
21. 音符データの入力方法 • 画面右のピアノロール（鍵盤の右側の青と白のしましま の部分）をクリックすると入力できる • ノーツ（入力して出てきたやつ）の右端を横にドラッグ すると音を伸ばしたり縮めたりできる • ノーツをドラッグするとノーツを移動させることができ る。 • 左側の数字などが書かれている部分が，MIDIの材料とな る。
22. 課題レポートの問い② • Dominoを触って以下の問いに答えてください。 • X-2.の問いは「〇〇を〇〇したら〇〇になったから」という風に， 詳しく書いてください。 1-1. Gateの値は何を表しているか答えよ。 1-2. 1-1の答えになる根拠を答えよ。 2-1. Tickの値は何を表しているか答えよ。 2-2. 2-1の答えになる根拠を答えよ。 3-1. Event内の[]欄の左に書いてある文字列（例：A4,C3など）の意味を答 えよ。また，[]欄の数字が77になるときの文字列を答えよ。 3-2. 3-1の答えになる根拠を答えよ。
23. まとめ • 音声データのファイル形式には非可逆圧縮と無圧 縮のものがある。 • 音のデジタル化は標本化，量子化，符号化の手順。 • サンプリング周波数が高いほど波形は・・・？ ＊実習１をして考えてみよう！