サンプリングレート・サンプリング周波数を変換する方法

サンプリングレートとはどういうものなのか?音楽ファイルにおいてその数値は何を影響しているのか?また、サンプリングレートの数値を変換するにはどうすれば?

音声データをファイルとして書き出す時にそういった質問を抱えている方はいらっしゃると思うので、この記事にてサンプリングレートの概念とその数値を変換する方法を一緒に紹介します。

元サヤ | 2021-04-22

サンプリングレートとは

サンプリングレートが高い/低い時

サンプリングレートが高ければ高いほど良い?

サンプリングレートの数値をどれぐらいに設定したほうがいい?

サンプリングレートを変換する方法

まとめ

サンプリングレートとは

「音」という言葉の意味するものはここで長々と文字を並べ替えなくてもさぞ思い浮かべるでしょう。でも、その「音」がアナログデータとしてどんな形で表現されているのかはご存知でしょうか。下記の図をご覧下さい。

この滑らかな波形の曲線がアナログ世界における音の形です。このようなアナログの音をパソコン・スマフォン等の端末で再生したいとき、もしくは編集したい時は、アナログの音をデータ化してデジタルの世界に入れる必要があります。

その為、「サンプリング(標本化)」と呼ばれる処理が不可欠なものとなります。

サンプリング:1秒間に数万回音の断面を切り取ってアナログ信号をデジタル信号へと変換する作業のことです。

また、一秒間に何回サンプリングするのかを具体的な数字で表現するのがサンプリングレートです。

レートは日本語で「率」の意味を持つ言葉なので、直訳するとサンプリングレートとはアナログの音をデジタル化する時の比率または歩合ということになります。

ちなみに、サンプリングレートの単位が「Hz」で、1Hzの場合は、1秒間に一回サンプリングするということです。

更に、僕たちの日常生活にすっかり溶け込んだCDの音質が44.1kHz(44,100hz)で、つまり一秒間に44,100回もサンプリングしているということになります。

サンプリングレートを変換できるソフト

このソフトは無料である上使用時間・回数の制限や広告、プラグイン等一切ありません。またサンプリングレートを変換する作業は簡単で、変換速度もかなり速いです。

サンプリングレートが高い/低い時

高い時

この図の曲線が数多くの点で結ばれていて、直観的に見れば依然として滑らかな曲線の形を保てていますね。

ちなみに、この点がサンプリングされた部分を意味していて、点の数が多いほど元の音源を正確に再現できます。

では、もしこの点が少ない場合は波形はどうなるのでしょう。

低い時

>

滑らかな曲線になっていない歪んだ形になりましたね。

このように、サンプリングレートが低い(点が少ない)場合は、アナログデータとしての音の形が崩れ、カクカクした波形になってしまうのです。

つまり、サンプリングレートは高ければ高いほど、音源をより的確に再現できるということになります。

サンプリングレートが高ければ高いほど良い?

先ほどご説明したサンプリングレートが高い・低い時の違いから考えれば、「サンプリングレートをできるだけ高くすりゃ、その分音質も高くなるじゃないの?」という発想をされるかもしれませんが、実のところCDの音質である44.1kHzを超えたら、どんなに耳を澄ませても音の変化に気づきにくいのです。

その原因としては下記のようになります

僕たち人間の耳に聴こえる周波数帯域は「20Hz〜20kHz」と決まっています。

そして、デジタルオーディオの法則には「サンプリングレートは再現したい周波数帯域の2倍の周波数が必要」というのがあり、人間の可聴範囲の最大限である20kHzまで再現したい場合は、少なくともサンプリングレートは40kHzを超えねばなりません。

CDの音質である44.1kHzは既に人間の可聴範囲を超えてしまっているため、ハイスペックのヘッドフォンと極めて静かな環境でない限り、高域の音は聴こえなくなったりすることもあります。

そのため、サンプリングレートを44.1kHz以上に上げても殆どの場合は音質の違いが分かりにくいのです。

サンプリングレートの数値をどれぐらいに設定したほうがいい?

サンプリングレートを高く設定した場合は下記のデメリットがあります。

・PCの場合だと、サンプリングレートが高くなった分CPUへの負荷が大きくなり、パソコンの動きも悪くなります。

・サンプリングレートが高いほどデータの量も大きくなり、端末の容量がどんどん削られてしまいます。

・人間の耳の可聴範囲からして、サンプリングレートを44.1kHz以上に上げても音質の変換に気付きにくい上、耳に損傷を与える恐れもあります。

更に、今(2021年4月時点で)サンプリングレートの標準形式が44.1kHzです。

以上に基づいて汎用性や端末への負荷を考えれば、やはり通常の場合はサンプリングレートを44.1kHzに設定するのが一番だというのが筆者の考えです。

サンプリングレートを変換する方法

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このソフトにはサンプリングレートの他、音楽ファイルのサイズと音質を影響するもう一つの要素である「ビットレート」も自由に調整できる機能が搭載されています。

更に、音楽ファイルを作成する際に圧縮形式を間違えて、自分のデバイスで再生できない様な音楽形式として作成した場合は、このソフトにMP3、AAC、FLAC等の音楽形式がプリセットされているため、音楽形式の変換も自由に行えます。

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サンプリングレートを変換する手順

ステップ 1 音楽ファイルをソフトに追加

・ソフトを立ち上げます

・最初の画面で、「変換」をクリックします

・次の画面で「ファイルを追加」もしくは「フォルダーを追加」をクリックします

・追加したら、画面に追加されたファイルが表示されます

PS:青色のバーで左からの一番目のアイコンをクリックすれば、サンプリングレート等の情報が記載されている画面が表示されてきます。

ステップ 2  出力形式を選択

ここで例としては出力形式をAACに設定します

・画面の右側で、ファイル形式が表示されている四角い枠をクリックします

・次の画面で「音楽」をクリックします

・「音楽」のカテゴリーで「AAC」をクリックします

PS:このステップで、AACやMP3の他に、FLAC、WAVなどのような可逆圧縮形式に変換することも可能です。

又、音楽ファイルが自分のデバイスと互換性がないため再生出来ないようでしたら、お持ちのモバイルデバイスの形式に直接変換することも可能です。

ステップ 3 サンプリングレートを変換 

・出力形式を選択したら、「パラメーター設定」をクリックします

・次の画面で、「オーディオパラメータの設定」のカテゴリーでサンプリングレートを変換できます

PS:このステップで、エンコードやビットレートに詳しい方はそういった数値を変換することも可能です、更に音楽ファイルの音量を調整することもできます。

ステップ 4 出力フォルダーを選択 変換開始

・画面の下にある小さい「▾」をワンクリックします

・出力フォルダーを決めたら、「OK」をクリックします

・最後に、「変換」をクリックします

通常の場合、変換は1分以内に終わります

まとめ

・サンプリングレートとはアナログの音をデジタル化する時の比率または歩合。

・サンプリングレートが高ければ高いほどという訳ではありません。

という二つのことを音楽ファイルを作成する際もしくはサンプリングレートを変換したい時に思い出していただければ十分です。

また、この記事でサンプリングレートの概念やその数値をどれぐらいに設定したほうが良いか等のことについて色々解説し紹介しましたが、少しでもお役に立てたら嬉しいのです。

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