ケータイ初音声定額・ウィルコム定額プラン特集

ウィルコムは音が良い?



ウィルコムは音が良いと言われます。それが一体なぜなのか、説明してみます。

まず、「音」とはなんぞやと言うところから。なんて言うとバカにしてるのかと言われそうですが、取りあえずそもそものはじめから話をしたいのでご容赦を。

音とは、空気の震えです。そして、単なる震えが声や音楽として聞こえるのは、その震えの幅や大きさが様々に変化するためです。

原音
↑元の音

この図のように、空気の震えが様々に変化して声や音楽になります。そして、電話では、これを電気的な信号に変換することで音を伝えます。古い電話では「アナログ方式」と言って、この震えをそのまま電気信号に変換してしまい、そのまま伝えていました。そのため、非常に原音に忠実である代わりに、距離が離れたり途中に雑音源等があると非常にセンシティブに影響を受け、劣化してしまうと言うことが良く起こりました。なので、原理的には最も音が良いはずのアナログ方式は、「音が良くない」と言う理由で無くなっていきました(アナログが捨てられたのにはもっと重要な理由もありますが)。

そこで、この震えの具合を、なんとかデジタル化し、途中の雑音でも劣化しないようにしようと考えられるようになりました。これは、音楽テープがCDになっていったのと同じトレンドです。音楽テープは何度も聞いているうちに音が劣化しますが、CDはほとんど劣化しません。それは、CDはデジタル方式で録音してあるため、多少表面が劣化してもデジタル的に音を復元可能だからです。これと同じように、電話でも音をデジタル化して運ぼうと考えられました。

そして、そこには大きく分けて二つの方式があります。ウィルコムの使っている「波形符号化方式」ウィルコム以外の携帯電話が使っている「分析合成符号化方式」です。音質の違いはまさにこの違いと言えます。

まずは「波形符号化方式」。次の図を見てください。

波形符号化(ウィルコム)
↑ウィルコムの音声符号化方式

この図の、青い線が原音、赤い線が符号化後の音声データになります。この図では少々わかりにくいので、一部を拡大してみます(下図)。

波形符号化(ウィルコム)拡大
↑小さなブロックに分けてデジタル化

このように、波形そのものを、ある程度の大きさのブロックに分けて飛び飛びの値の階段状に近似(量子化と言います)しています。この方法では、原音と符号化後の音のズレは、最大でも分割ブロックの大きさ以下になります。ですので、それだけ原音に忠実で、音のひずみも少ないと言えます。

実際には、完全にすべての音を再現してはデータ量が多くなりすぎるため、本来64kbps必要であるはずのデータを半分の32kbpsに減じています。そのしくみは、直前のブロックとの「差分」だけをデータとして使う、と言う方法です。音というのは必ずなめらかに変化しますから、直前との差だけをみればそれほど大きな値の範囲は必要ないため、半分の帯域でもほぼすべての音を忠実に再現できるというわけです。

波形符号化(ウィルコム)
↑ウィルコムの音声符号化方式による音の再現

そして、全体としてみると、ほとんど原音の音の震えそのままが再現されています。実際に再生するときには、さらにブロック同士をなめらかに繋ぐように平滑化されますから、ほとんどの場合は原音そのままの音質になります。これがウィルコムの音声符号化方式です。

次に、ウィルコム以外の携帯電話で使われている「分析合成符号化方式」を説明します。原音のデータは先ほどと同じ次のデータです。

原音
↑元の音

一方、分析合成符号化では、あらかじめ音の辞書を符号化方式に持っています。

分析合成符号化(ウィルコム以外)-音の辞書
↑分析合成符号化ではこのような音の辞書を内蔵している

この図のように、分析合成符号化では、人間の声の要素としてよく使われるパターンをたくさん持っています。そして、原音とこの音の辞書を比較して、どれが一番近いかを検出します。

分析合成符号化(ウィルコム以外)-マッチング
↑音の辞書から似た音を抜き出す・・・

このように、最も形が近い音を辞書の中から見つけだしてきて、それを代表する音として抜き出してきます。そして、最終的に合成される音が次の図のような音です。

分析合成符号化(ウィルコム以外)
↑分析合成符号化による音の再現

この図は、先ほどと同じく、青が原音、赤が符号化後の音を表しています。この図を見ても分かるとおり、元々無限のパターンが存在すると言っても過言ではない音源に対して、有限の「音の辞書」の中から似たものを抜き出す、と言う処理をしてしまうため、どうしても原音とのズレ(音のひずみ)が生じてしまいます。ただし、元々が「人の声でよく使われるパターン」に特化した音の辞書を使っているため、大きくずれてもそれが「言葉」として聞く分にはさほど支障がないと言う特徴もあります。ですので、分析合成符号化は、少ない帯域で言葉を伝えるのには適した符号化方式です。その代わり、帯域が狭くなる(=音の辞書のパターンが少なくなる)と、誰がしゃべっても似たような声になってしまいます。電話に出て「もしもし」と言われた声が誰だかわからない、と言う現象はこのために起きます。

最後に、ウィルコムの音声符号化方式とウィルコム以外の携帯電話の音声符号化方式を並べてみます。

波形符号化(ウィルコム)
↑ウィルコムの音声符号化方式

分析合成符号化(ウィルコム以外)
↑ウィルコム以外の携帯電話の音声符号化方式

このように、あくまでも原音に忠実なのがウィルコム、人の声に特化してしまうためにどうしても再現できない音が出来てしまうのがウィルコム以外となります。

最後に、なぜ携帯電話ではウィルコムと同じような音声符号化方式を使わないのかと言う点を説明します。これは、非常に簡単に言ってしまうと、携帯電話は電波の利用効率が悪いためと言うことになります。この利用効率の善し悪しは、様々な要因が関わっていますが、ウィルコム自身も最近よく使うキーワード「マイクロセル」が大きく関わっています。小難しい説明を抜きにすれば、「マイクロセルを使えば電波の利用効率が上がり、結果としてたくさんの帯域を必要とする波形符号化方式を使うことが出来るようになる」と言うことになります。一方、携帯電話でもPHSと同じように小さなセルを使うことも出来ますが、元々の規格が大きなセルで広いエリアをカバーできるように作られているため、符号化方式も少ない帯域で済む分析合成符号化しか定義されていないのです。

今までウィルコム同士と言う通話シチュエーションはなかなかありませんでしたが、定額プランの登場により、通話のほとんどがウィルコム同士と言う使い方が一気に増えます。すると、今までは(相手が携帯であることが多かったために)余り発揮されていなかった「音質の良さ」が余すところ無く発揮されるようになりました。

ウィルコム同士なら通話も定額だし音質もケータイ最高級。ウィルコム定額プランはケータイの音質と言う面でも革命をもたらしたと言えるでしょう。



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