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電気通信および信号処理において、コンパンディング（コンパンションとも呼ばれる）は、ダイナミックレンジが限られたチャネルの悪影響を軽減する方法です。この名称は、送信側と受信側でそれぞれコンパンダーが果たす機能である圧縮（compressing）と拡張（expanding）を組み合わせた造語です。コンパンディングを用いることで、ダイナミックレンジの広い信号を、ダイナミックレンジの狭い設備を通して伝送することが可能になります。コンパンディングは、電話や、プロ仕様のワイヤレスマイク、アナログ録音などのオーディオアプリケーションで広く用いられています。
信号のダイナミックレンジは、送信前に圧縮され、受信側で元の値に拡張されます。この処理を行う電子回路はコンパンダーと呼ばれ、マイクロホンで録音された音声などのアナログ電子信号のダイナミックレンジを圧縮または拡張することで機能します。コンパンダーの一種として、対数増幅器、可変利得線形増幅器、指数増幅器の3つの増幅器からなるトリプレットがあります。このようなトリプレットは、出力電圧が入力電圧を調整可能なべき乗に比例するという特性を持っています。
コンパンデッド量子化は、3 つの機能的な構成要素の組み合わせです。すなわち、（連続領域の）信号ダイナミックレンジ圧縮器、限定範囲の均一量子化器、および圧縮器の機能を反転させる（連続領域の）信号ダイナミックレンジ拡張器です。このタイプの量子化は、電話システムでよく使用されます。[ 1 ] [ 2 ]
実際には、コンパンダーは、比較的単純なダイナミックレンジ圧縮関数に基づいて動作するように設計されており、シンプルなアナログ電子回路として実装するのに適しています。通信分野で最もよく使用されるコンパンダー関数は、A則関数とμ則関数です。
コンパンディングはデジタル電話システムで使用され、アナログ-デジタル変換器への入力前に圧縮し、デジタル-アナログ変換器の後に展開します。これは、 A則またはμ則コンパンディングを実装するTキャリア電話システムのように、非線形ADCを使用することに相当します。この方法は、より低いビット深度での信号対雑音比（SNR）を向上させるために、デジタルファイル形式でも使用されます。たとえば、線形エンコードされた16ビットPCM信号は、8ビットへの変換前に圧縮し、16ビットへの変換後に展開することで、適切なSNRを維持しながら8ビットWAVまたはAUファイルに変換できます。これは実質的に、非可逆オーディオデータ圧縮の一種です。
プロ仕様のワイヤレスマイクは、マイクの音声信号自体のダイナミックレンジが無線伝送によって提供されるダイナミックレンジよりも大きいため、この処理を行います。コンパンディングは、受信機でのノイズとクロストークのレベルも低減します。[ 3 ]
コンパンダーは、コンサートの音響システムや一部の騒音低減システムで使用されています。
アナログ画像伝送システムにおける圧縮の使用は、 1928年にAT&TのABクラークによって特許取得されました（1925年に出願）：[ 4 ]
電流による画像伝送において、伝送される画像の連続する要素の光量に対して非線形な関係で変化する電流を送信し、受信側で、受信電流に対して反比例的な非線形な関係で変化する光を感光面の対応する要素に照射することを特徴とする方法。
— ABクラーク特許
1942年、クラークと彼のチームは、PCM（デジタル）システムで初めて圧縮を使用したSIGSALYセキュア音声伝送システムを完成させた。 [ 5 ]
1953年、B.スミスは、非線形DACは逐次近似ADC構成において逆非線形性によって補完できることを示し、デジタル圧縮システムの設計を簡素化した。[ 6 ]
1970年、金子博は、当時デジタル電話に採用されていたセグメント（区分的線形）圧縮法則の統一的な記述を開発した。[ 7 ]
1980年代と1990年代には、多くの音楽機器メーカー（ローランド、ヤマハ、コルグ）が、デジタルシンセサイザーのライブラリ波形データを圧縮する際にコンパンディングを使用していました。しかし、正確なアルゴリズムは不明であり、メーカーがこの記事で説明されているコンパンディング方式を使用したことがあるかどうかも不明です。唯一わかっているのは、メーカーが上記の期間にデータ圧縮を使用していたこと[ 8 ]と、一部の人々がそれをコンパンディングと呼んでいるが、実際にはデータ圧縮と拡張など別の意味である可能性があるということです[ 9 ] 。これは、メモリチップが楽器の中で最も高価な部品の1つであることが多かった80年代後半に遡ります。メーカーは通常、圧縮された形式のメモリ容量を記載していました。たとえば、コルグ トリニティの24 MBの物理波形ROMは、圧縮されていない状態では実際には48 MBです。同様に、ローランド SR-JV拡張ボードは通常、「16 MB相当の内容」を持つ8 MBボードとして宣伝されていました。この技術情報を不注意にコピーし、同等性を示す参照箇所を省略すると、しばしば混乱を招く可能性があります。
圧縮ab-clark pcm。