【ITパスポート練習問題 6.3対応】(2) 音声処理

【解説】

正解: 2 無圧縮で音声信号をデジタル化する

この問題は、アナログ音声をコンピュータで扱うための基本的な変換方式である「PCM（パルス符号変調）」の仕組みを理解しているかを確認するものです。

正解は「無圧縮で音声信号をデジタル化する」です。PCMは、アナログの音の波形を一定間隔で測定（標本化）し、その値を数値化（量子化）して記録する方式です。データを圧縮せずに記録するため、元の音質を損なうことなく忠実に再現できるのが特徴です。音楽CDなどもこの方式を採用しています。

選択肢1の「音声信号を圧縮してデジタル化する」は、MP3やAACなどの圧縮音声方式の説明です。選択肢3の「音声信号をアナログ形式のまま保持する」は、カセットテープやレコードなどのアナログ記録方式の説明であり、デジタル化とは異なります。

【解説】

正解: 1 WAV

この問題は、音声ファイル形式とそこで使われている技術の対応関係を理解しているかを問うものです。

正解は「WAV」です。WAV形式はWindowsで標準的に使われる音声ファイル形式で、一般的にPCM方式のデータを圧縮せずにそのまま格納しています。そのため、音質は非常に高いですが、ファイルサイズは大きくなります。

選択肢2の「MP3」と選択肢3の「AAC」は、どちらも人間が聞き取りにくい音をカットするなどの処理を行ってデータ量を減らす「非可逆圧縮」を用いたファイル形式です。PCMとは異なり、データは圧縮されています。

【解説】

正解: 3 ファイルサイズが非常に小さくなる

この問題は、PCM方式のメリットとデメリット（トレードオフの関係）を正しく認識しているかを確認するものです。

PCM方式のデメリットとして挙げられるのが「ファイルサイズが大きくなる」点です。音声を圧縮せずに生のまま記録するため、MP3などの圧縮形式と比較してデータ量が非常に大きくなります。したがって、「ファイルサイズが非常に小さくなる」というのはPCMの特徴としては不適切です。

選択肢1の「高品質の音声データを保持できる」や、選択肢2の「音声信号を忠実に再現できる」は、PCMの代表的なメリットであり、正しい記述です。

【解説】

正解: 2 音声データを含まず演奏情報を保存する

この問題は、「音そのもの」を録音する形式と、「演奏の命令」を記録する形式の違いを理解しているかを問うものです。

正解は「音声データを含まず演奏情報を保存する」です。MIDI（ミディ）は、「どの鍵盤を」「どのくらいの強さで」「どれくらいの長さ」弾いたかといった「演奏情報（楽譜のようなデータ）」を記録する規格です。実際の音の波形は含まれていないため、再生するには音源（シンセサイザーなど）が必要です。

選択肢1の「音声データを圧縮して保存する」はMP3などの説明です。選択肢3の「高品質な音声データを無圧縮で保存する」はPCM（WAVなど）の説明です。MIDIはこれらとは根本的に異なるデータ形式です。

【解説】

正解: 2 音楽制作での楽器演奏の記録

この問題は、MIDIデータが具体的にどのようなシーンで活用されているかを知っているかを問うものです。

正解は「音楽制作での楽器演奏の記録」です。DTM（デスクトップミュージック）などの音楽制作現場では、キーボードで演奏した情報をMIDIデータとして記録し、後から音程やタイミングを修正したり、音色（ピアノからバイオリンへなど）を変更したりするのによく使われます。

選択肢1の「高音質の音楽鑑賞」や選択肢3の「ライブ音源の録音」には、実際の歌声や楽器の音色そのものを波形として記録する必要があるため、WAVやMP3などのオーディオファイル形式が使われます。

【解説】

正解: 3 高品質な音声をそのまま保存できる

この問題は、MIDIの特性上「できないこと」を正しく理解しているかを確認するものです。

正解は「高品質な音声をそのまま保存できる」です。これは誤りです。MIDIはあくまで「演奏の手順」を記録したものであり、人の歌声や自然の音、アコースティック楽器の生演奏そのものを録音・保存することはできません。

選択肢1の「ファイルサイズが非常に小さい」は、音の波形データを持たないため正しい特徴です。選択肢2の「演奏情報を記録するための柔軟性が高い」も、後からテンポや音色を自由に変えられるMIDIの大きな利点です。

【解説】

正解: 2 無圧縮で高音質の音声データを保存する

この問題は、WAVファイルの特性と、それが選択される理由（高音質）を理解しているかを問うものです。

正解は「無圧縮で高音質の音声データを保存する」です。WAVファイルは、一般的にPCM方式でデジタル化されたデータを圧縮せずに保存します。データの欠損がないため、CDと同等の高音質を維持できます。

選択肢1の「高圧縮によりファイルサイズを小さくする」は、MP3やAACなどの特徴です。選択肢3の「主に音楽配信に使用される」については、ストリーミング配信などでは通信量を抑えるために圧縮形式が使われるのが一般的です。

【解説】

正解: 3 音楽ストリーミングサービス

この問題は、WAVファイルの「ファイルサイズが大きい」という特性が、どのような場面で不向きとなるかを判断させるものです。

不適切な場面は「音楽ストリーミングサービス」です。ストリーミング配信では、インターネットを通じてリアルタイムにデータを送受信するため、ファイルサイズが巨大なWAVファイルを使用すると、通信帯域を圧迫し、再生が途切れたり、ユーザーのデータ通信量を大量に消費したりしてしまいます。

選択肢1の「音楽制作でのマスタリング」や選択肢2の「高音質が求められるオーディオ編集」では、音質の劣化を避けるために、素材としてWAVファイルが標準的に使用されます。

【解説】

正解: 1 ファイルサイズが大きい

この問題は、WAVファイルの主なデメリットを理解しているかを確認するものです。

正解は「ファイルサイズが大きい」です。データを圧縮せずに記録するため、数分の楽曲でも数十メガバイト以上の容量を必要とします。これにより、ストレージ容量を圧迫したり、ネットワークでの転送に時間がかかったりすることが欠点となります。

選択肢2の「音質が劣化しやすい」や選択肢3の「圧縮による音声データの損失がある」は、非可逆圧縮形式（MP3など）の欠点であり、無圧縮であるWAVには当てはまりません。

【解説】

正解: 3 音声データを圧縮して保存する

この問題は、最も普及している音声ファイル形式の一つであるMP3の基本的な仕組みを理解しているかを問うものです。

正解は「音声データを圧縮して保存する」です。MP3は「非可逆圧縮」という技術を用いており、人間には聞こえにくい高音域や小さな音のデータをカットすることで、ファイルサイズを劇的に小さくしています。

選択肢1の「無圧縮で音声データを保存する」や選択肢2の「音声データを生のまま保存する」は、WAVなどのPCM形式の特徴であり、MP3の説明としては誤りです。

【解説】

正解: 2 音楽のストリーミング配信

この問題は、MP3の「圧縮によってサイズが小さい」という特性が、現代のサービスでどう活かされているかを問うものです。

正解は「音楽のストリーミング配信」です。限られた通信速度の中でもスムーズに再生でき、多くの楽曲を効率よく配信できるため、MP3やそれに類する圧縮技術は配信サービスに適しています。

選択肢1の「高音質のオーディオマスタリング」や選択肢3の「無圧縮での音声アーカイブ」では、音質劣化を避けるために圧縮形式であるMP3は通常使用されず、WAVやハイレゾ形式などが選ばれます。

【解説】

正解: 3 音質が常に最高品質である

この問題は、便利さと引き換えに失われるもの（音質）について、正しい認識を持っているかを確認するものです。

誤っている記述は「音質が常に最高品質である」です。MP3はデータを間引いて圧縮しているため、圧縮前の元の音源（CDなど）と比較すると、厳密には音質が劣化しています。最高品質を求める用途には向きません。

選択肢1の「ファイルサイズが小さく保存が容易」や、選択肢2の「音質とファイルサイズのバランスが良い（実用的な音質を保ちつつ軽い）」は、MP3の主要な利点です。

【解説】

正解: 2 MP3よりも高い音質を同じビットレートで提供する

この問題は、MP3の後継として開発された「AAC」という形式の技術的な進歩を理解しているかを問うものです。

正解は「MP3よりも高い音質を同じビットレートで提供する」です。AACはMP3よりも圧縮アルゴリズムが改良されており、同じファイルサイズ（ビットレート）であればMP3より良い音質を、同じ音質であればより小さいサイズを実現できます。

選択肢1の「MP3よりも高い圧縮率と低音質を提供する」は誤りです。高圧縮かつ高音質を目指した規格です。選択肢3の「無圧縮で音声データを保存する」は誤りで、AACも圧縮形式です。

【解説】

正解: 1 デジタル音楽配信サービス

この問題は、AAC形式が実際にどのようなプラットフォームやサービスで標準採用されているかを知っているかを問うものです。

正解は「デジタル音楽配信サービス」です。例えばAppleのiTunes StoreやYouTubeなどの動画配信サービス、地上デジタル放送の音声などでAACが標準的に採用されています。

選択肢2の「オーディオ編集用の無圧縮データ保存」や選択肢3の「高品質なライブ録音の保存」には、編集による劣化を防ぐため、WAVなどの非圧縮形式が好まれます。

【解説】

正解: 3 無圧縮での高品質な音声保存が可能

この問題は、AACが高効率なフォーマットであっても、あくまで「圧縮」を行っているという事実を理解しているかを確認するものです。

誤っている利点は「無圧縮での高品質な音声保存が可能」です。AACは「非可逆圧縮」方式であるため、どれだけ高音質であっても元のデータから一部の情報は失われています。無圧縮保存が必要な場合はWAVなどを使用します。

選択肢1の「MP3よりも効率的にデータを圧縮できる」や、選択肢2の「高音質を保ちながらファイルサイズを小さくできる」は、AACの正しい利点です。