デジタル録音

デジタル録音では、音声信号または映像信号は、音声の場合は空気圧の時間変化、映像の場合は色度と輝度値の変化を表す離散的な数値のストリームに変換されます。この数値ストリームは記憶装置に保存されます。デジタル録音を再生するには、これらの数値が取得され、元のアナログ音声または映像形式に変換されて、音声や映像として再生されます。

適切にマッチングされたアナログ-デジタル変換器（ADC）とデジタル-アナログ変換器（DAC）の組み合わせでは、ナイキスト-シャノン標本化定理の制約内でアナログ信号が正確に復元されます。この定理は、音声または映像のビット深度に応じてサンプリングレートと量子化誤差を決定します。信号はデジタル形式で保存されるため、適切な誤り検出と訂正が行われれば、コピー、保存、または干渉によって記録が劣化することはありません。

• 1938年10月3日：イギリスの電話技師アレック・ハーレー・リーブスは、今日パルス符号変調（PCM）として知られる技術を記述した最初の特許をフランス特許庁に出願した。1939年11月22日、リーブスは米国でも出願した。^{[ 1 ] [ 2 ]}これは当初、電話技術として提案された。^{[ 3 ]}
• 1943年：ベル電話研究所は、第二次世界大戦中にドイツ軍が軍事電話通信を傍受したことに対抗して、最初のPCMベースのデジタルスクランブル音声伝送システムであるSIGSALYを開発しました^{[ 4 ]}。12の送信ポイントは戦後廃止されました。
• 1950年6月：ベル研究所のC.チャピン・カトラーにより差動パルス符号変調（DPCM）が開発されました。^{[ 5 ]}
• 1957年：ベル研究所のマックス・マシューズは、同僚のニューマン・ガットマンが作曲した「シルバー・スケール」という17秒の曲を、コンピュータで生成された最初の音楽を録音した。^{[ 6 ]}
• 1967年：日本のNHKの研究施設で最初の商用PCMエンコーダ（モノラル）が開発されました。 ^{[ 3 ]} 30kHz 12ビットのデバイスは、コンパンダー（ DBXノイズリダクションに類似）を使用してダイナミックレンジを拡張し、信号をビデオテープレコーダーに記録しました。 
• 1969年：NHKはPCMエンコーダの機能を拡張し、2チャンネルステレオと 32kHz 13ビット解像度を実現した。^{[ 3 ]}
• 1969年：デジタル画像処理に使用された最初のイメージセンサーである電荷結合素子（CCD）が、ベル研究所のウィラード・S・ボイルとジョージ・E・スミスによって発明された^{[ 7 ]} 。これはMOSキャパシタ技術に基づいている^{[ 8 ] 。}
• 1970年：ジェームズ・ラッセルが最初のデジタルから光学への記録および再生システムの特許を取得^{[ 9 ]} 、これは後にコンパクトディスクにつながる。
• 1971年1月：NHKの実験的なPCM録音システムを使用して、デノンのエンジニアである穴沢武明博士は、世界初の商業用デジタル録音である山下ストムの『山下ストムの世界 1 & 2』（1971年1月11日）^{[ 3 ]} とスティーヴ・マーカスと稲垣二郎の『サムシング』（1971年1月25日）を録音した。どちらも編集なしでライブ録音する必要があった。マーカスが先にリリースされ（1972年2月にLPで）、これが最初のリリースされたデジタル録音となった。1月27日、山下は東京の日本コロムビアスタジオでパーカッションと金管セクションと共に『メテンサイコシス』を録音した。
• 1972年: NHKエンコーダーで得た教訓を活かし、デノンは卓上サイズの8チャンネルPCMエンコーダーDN-023Rを発表した。これは47.25kHz  13ビットPCM解像度と4ヘッドオープンリール放送用ビデオテープレコーダーを使用している。^{[ 3 ]}この新システムでの最初の録音は、スメタナ四重奏団によるモーツァルトの弦楽四重奏曲K.458とK.421の演奏で、4月24日から26日に東京で録音され、同年10月にリリースされた。ジャズ、クラシック、日本の伝統音楽など、デノンが録音したデジタルLPレコードが少なくとも6枚、10月にリリースされた。^{[ 10 ] [ 3 ] [ 11 ]}
• 1973年：ベル研究所のP. Cummiskey、Nikil Jayant、James L. Flanaganによって適応型差動パルス符号変調（ADPCM）が開発されました。 ^{[ 12 ]}
• 1974年12月2日～3日：パイアール室内管弦楽団は、デノンが新たに開発した第2世代コンパクト機DN-023RAを使用して、パリのノートルダム大聖堂で日本国外で初のデジタル録音を行った。バッハの「音楽の捧げ物」（BWV 1079）は1975年5月にLPで発売された。^{[ 3 ]}
• 1974年12月12日～19日：ヘルムート・リリングは、ドイツのシュトゥットガルトにある記念教会で、 DN-023RAを使用してバッハのオルガン作品3曲を録音した。 ^{[ 13 ]} 1974年から1977年の間に、デノンは250以上のPCM録音を行い、その大部分は日本で録音された。
• 1975 年 5 月:ユタ大学の教授トーマス・ストックハムは、コンピュータのテープドライブをストレージシステムとして使用した独自の PCM デジタルオーディオレコーダーを開発しました。彼はそれを商業的に提供するためにサウンドストリーム社を設立しました。 ^{[ 14 ]} 1977 年から 1980 年の間に、合計 18 台の 4 チャンネル 50  kHz 16 ビットのユニットが製造され、そのうち 7 台が 1 台あたり約 15 万米ドル ( 2025 年換算で 89 万 7495 ドル) で販売されました。彼の機器で 200 曲以上が録音され、これはデノン PCM とほぼ同数です。^{[ 14 ] [ 15 ]}
• 1976年：プロトタイプのSoundstream 37.5kHz  、16ビット、2チャンネルレコーダー^{[ 3 ]}が、サンタフェ・オペラによるヴァージル・トムソンのオペラ「The Mother of Us All」の録音に使用され、ニュー・ワールド・レコードから米国初のデジタル録音となった。しかし、このデジタルレコーダーはメインのアナログ・マルチトラック・レコーダーのバックアップに過ぎず、アナログ録音の方が優れていると判断され、LP盤のリリースに使用された。バックアップのデジタルテープは1976年10月にニューヨークで開催されたAESコンベンションで発表されたが、商業的にリリースされることはなかった。
• 1977年1月：デノンは、より小型で完全ポータブルなPCM録音システム、DN-034Rを開発した。DN-023RおよびDN-023RAと同様に、38.1cm/s で動作する2インチビデオテープレコーダー（VTR）に47.25kHzで8チャンネルを録音するが、14ビットを使用し、「強調することで15.5ビット相当」となり、89dBの信号対雑音比を実現した。また、2台目のVTRを使用することで、プロの録音に不可欠なオーバーダビングを初めて可能にした。 ^{[ 3 ]} 
• 1977年9月：ソニーは、初の民生用PCMエンコーダーであるPCM-1オーディオユニット（当時の店頭価格4400ドル、2024年換算で7604ドル相当）^{[ 16 ]}（44.056kHz 、14ビット）を発表した。ストレージには家庭用ビデオテープレコーダーが必要だった。^{[ 17 ]} 
• 1977年11月4日～7日：3M社は、1インチテープで動作する2チャンネル50.4kHz  16ビットデジタルレコーダーのプロトタイプをデモンストレーションした。 ニューヨークAESコンベンションでは45 ipsでした。 ^{[ 3 ]}真の16ビットコンバータが利用できなかったため、12ビットと8ビットのコンバータを組み合わせて16ビットのパフォーマンスを実現しました。^{[ 18 ]}
• 1977年11月28日：デノンはDN-034Rをニューヨーク市のサウンド・アイデア・スタジオに持ち込み、アーチー・シェップの『オン・グリーン・ドルフィン・ストリート』を録音し、アメリカで初めてデジタル録音された商業アルバムとしてリリースした。^{[ 3 ]} DN-034Rは12月に日本に戻る前に、ニューヨークでさらに5枚のジャズアルバムを録音した。^{[ 19 ]}
• 1978年2月：サウンドストリーム初の商​​業リリースとなる『ダイアン・キャロルwithデューク・エリントン・オーケストラ、マーサー・エリントン指揮-エセル・ウォーターズへのトリビュート』が録音される。^{[ 20 ]}
• 1978 年 3 月: ソニーは、外部U マチックテープ ドライブと組み合わせて使用​​するプロ仕様のPCM-1600 を定価 40,000 米ドル ( 2025 年換算で 197,449 ドル) ^{[ 21 ]}で発売し、レコーディング スタジオで初めてデジタル録音を商業的に利用可能にした。PCM-1610 と PCM-1630 がそれに続いた。^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}
• 1978年4月4日～5日：テルアークはサウンドストリームのPCMシステムを使用して、フレデリック・フェネルと彼のクリーブランド交響楽団がグスターヴ・ホルストの軍楽隊のための組曲とゲオルク・フリードリヒ・ヘンデルの王室花火の音楽の演奏を録音した。LPでリリースされたとき、これは米国で録音された最初のデジタルクラシックリリース となった。^{[ 25 ]}
• 1978年6月2日：ミネアポリスのSound 80スタジオで、セントポール室内管弦楽団によるアーロン・コープランドの「アパラチアの春」の録音が行われた。このセッションは、プロトタイプの3M 50.4kHzデジタルレコーダーをバックグラウンドで稼働させながら、ディスクに直接録音する方式で行われた。意見の相違もあるが^{[ 3 ] [ 26 ]}、結果として出来上がったLPレコード（Sound80 Records S80-DLR-101）は、ディスクに直接録音されたアセテート盤ではなく、デジタルバックアップテープから作られたようだ^{[ 27 ]} 。1984年にこのセッションはProArteによってコンパクトディスク で再リリースされた。この録音はグラミー賞に3部門ノミネートされ、「最優秀室内楽演奏賞」（1980年）を受賞し^{[ 18 ] [ 28 ]} 、グラミー賞を受賞した最初のデジタル録音となった。 
• 1978年6月初旬：Sound 80は、実験的な3Mレコーダーを再び使用し、 Flim and the BBのデビュー・アルバムを、再びダイレクト・トゥ・ディスク録音で録音した。今回もアセテート盤はデジタル・バックアップほど良くないと判断されたため、LPレコードにはデジタル・マスターが使用された（Sound80 Records S80-DLR-102）。これにより、米国初の非クラシック音楽のデジタル・リリースとなった。6か月以内に、手作りの（「非常に大きくて扱いにくい」）3Mデジタル・レコーダーは解体され、非標準のマスター・テープは再生不可能となった。そのため、コンパクト・ディスクでのリリースは不可能となった。同じ機械を使用したセントポール室内管弦楽団のコンパクト・ディスク・リリースについては説明がない。
• 1979年3月8日：最初のプロトタイプのコンパクトディスクプレーヤーが、オランダのアイントホーフェンでフィリップスによって実演された。^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]} このユニットで再生されたプロトタイプCDは、ヴィットリオ・ネグリとベルリン室内管弦楽団によるアントニオ・ヴィヴァルディの「四季」（フィリップス9500 100、1976年アナログ録音）と、ヨーゼフ・ハイドンの弦楽四重奏曲第31番（？）のプレス盤であった。^{[ 31 ]} 3枚目のプロトタイプディスクはArchiv Produktionで撮影されたものだが、詳細は判読できない。テキストから、フランツ・シューベルトの「未完成交響曲」である可能性が示唆されている。ヘルベルト・フォン・カラヤンとベルリン・フィルハーモニー管弦楽団によるリヒャルト・シュトラウスの「アルプス交響曲」の録音も、CDの初期のテストプレスの候補として挙げられているが、録音は1980年12月1日～3日に行われた。^{[ 32 ]}
• 1979年7月11日：米国で初めてデジタル録音されたポピュラー音楽（ボーカル入り）のLP 、ギタリストのライ・クーダーの『 Bop Till You Drop』がワーナー・ブラザース・レコードからリリースされた。このアルバムは、 3M社が製造した32トラックのデジタルマシンでロサンゼルスで録音された。^{[ 33 ] [ 18 ]}
• 1979年8月27日：ジョルジオ・モロダーの『E=MC²』がリリースされる。これは、Soundstream PCMで録音された初の電子音楽ライブ・デジタルLPである。
• 1979年9月4日：映画『スター・トレック』のサウンドトラックの作曲が開始され、マルチトラックアナログで録音され、1979年12月6日の映画公開に合わせてLPでリリースするためにデジタルステレオテープにマスタリングされた。^{[ 34 ]}
• 1979年10月12日：フリートウッド・マックの『タスク』がLPでリリースされる。このアルバムと1980年12月8日のライブ盤は、アナログマルチトラックからサウンドストリームPCMでマスタリングされた。^{[ 14 ]}
• 1979年10月30日：スティーヴィー・ワンダーは、ソニーPCM-1600デジタルアダプターを使用してUマチックビデオテープに録音し、デジタル編集コントローラーでアルバム形式にまとめたサウンドトラックアルバム「Journey Through "The Secret Life of Plants"」をリリースした。^{[ 35 ]}
• 1979年12月1日：グラミー賞を受賞したクリストファー・クロスのセルフタイトル・アルバムがリリースされる。クロスのアルバムは、米国でチャートインした初のデジタル録音アルバム（3Mシステムで録音）となり、最終的にグラミー賞を5部門受賞した。デジタル録音は今や主流となった。
• 1980年：コンパクトディスクデジタルオーディオのレッドブック規格（44.1kHz  、16ビット）^{[ 36 ]}が確立される。
• 1980年：三菱電機がX-80 ProDigiオープンリール1/4インチテープを発表15 ips  50.4  kHz 16 ビット デジタル レコーダー (5000 ドル、2025 年換算で 19,538 ドル)。世界中で 200 台のみ販売。^{[ 37 ]}
• 1980年：SoundstreamはDigital Recording Corporationと合併し、DRC/Soundstreamとなり、光カードへの50kHz PCM録音の開発と販売を開始した。しかしその後、 44.1kHzコンパクトディスク の台頭によりその地位を失い、同社は1983年以降事業を停止した。^{[ 14 ]} 
• 1981年：ソニーは、PCM-F1デジタルオーディオプロセッサー（1900ドル、2025年換算で6729ドル）（44.056kHz 、16ビット）と、それにマッチするSL-2000ベータマックスVCR（700ドル、2025年換算で2479ドル）を、手頃な価格のポータブル（オプションのバッテリー付き）家庭用デジタル録音システムとして発売しました^{[ 38 ]。} 
• 1981年：テクニクスは、プロフェッショナル（デジタルマスタリング）とコンシューマー（家庭用）の両方の録音に適したデジタルオーディオレコーダーSV-P100を発売した。このレコーダーは、VHSフォーマットのカセットテープにPCM 14ビットで録音し、最大3時間の2チャンネルステレオ録音が可能だった。
• 1982年：ソニーは、外部のVHSまたはベータマックスビデオレコーダーで使用するPCMアダプターPCM-501ES （44.1kHz  、16ビット）（定価895ドル）を発売した。
• 1982年：ソニーは、 1/4インチオープンリールテープへのデジタル音声録音のためのデジタルオーディオ固定ヘッド規格（DASH）を発表した。DASHの様々なバリエーションに対応したレコーダーは、Studer社とTASCAM社からも製造された。
• 1982年8月17日：クラウディオ・アラウが1979年3月に録音したフレデリック・ショパンのワルツのアナログ録音（Philips 400 025）が、市販された最初のクラシックCDとなった。^{[ 39 ] [ 40 ]}これは、ドイツのハノーバー地方ランゲンハーゲン にあるフィリップスの工場で製造された。アラウ自身が製造開始のボタンを押すよう招待された。このCDは実際には1983年まで発売されなかったため、おそらくABBAのリリース（下記参照）と同様に製造上の問題に直面したのだろう。
• 1982年8月17日：史上初の一般向けコンパクトディスクとして製造されたABBAの1981年のアルバム『The Visitors 』 （「ほとんどデジタル録音」であったため選ばれた）^{[ 41 ]}が同じ工場で生産された。しかし、生産上の問題により、3番目のバージョンが実際に店頭に並んだのは1983年3月になってからだった。
• 1982年9月5日：ピーター・ガブリエルは4枚目のスタジオアルバムをリリースした（北米ではSecurity 、その他の地域ではPeter Gabriel IVというタイトル）。^{[ 42 ]} 1984年10月にCDでリリースされた際には、初のフルデジタルDDDリリースとなった。ソニーのMobile Oneデジタルスタジオ^{[ 43 ]}で録音され、ソニーPCM-1610でミックスされた。^{[ 44 ]}
• 1982年10月1日：ソニー（CDP-101、900ドル、 2025年換算で3,003ドル）とフィリップス（CD-100、700ドル、2025年換算で2,335ドル）が最初のコンパクトディスクプレーヤーを発売。 ^{[ 45 ]}
• 1982年10月1日：ビリー・ジョエルのアナログ録音アルバム『52nd Street』が、ABBAの『The Visitors 』やクラウディオ・アラウの『ショパン・ワルツ』を抑え、日本で発売された最初のCDとなった。 ^{[ 46 ] [ 47 ]}同日、トトの『Turn Back』、ピンク・フロイドの『Wish You Were Here』、マイケル・ジャクソンの『Off the Wall 』など、他の49枚のCDも日本で発売された。^{[ 40 ]}
• 1982年10月：ニューイングランドデジタルは、初の商用ハードディスク録音システムであるSynclavierにサンプル・トゥ・ディスク・ハードディスク録音オプションを提供した。^{[ 48 ]}
• 1982年11月26日～28日：フリム＆ザ・BB'sはセカンド・スタジオ・アルバム『トライシクル』をレコーディング。1983年初頭にリリースされたこのアルバムは、クラシック以外のジャンルで初めて完全デジタルCDとして発売された。（後にSPARSコードDDが付与された）。
• 1983年3月2日： CBSレコードからCDプレーヤーと16枚のCDが米国で発売される。^{[ 49 ]}
• 1984年9月：ブルース・スプリングスティーンの『ボーン・イン・ザ・USA』が、米国で製造された初のCDとして発売される。^{[ 50 ]}
• 1984年11月12日：アメリカの歌手マドンナのセカンド・スタジオ・アルバム『ライク・ア・ヴァージン』がリリースされる。このアルバムは、デジタル録音されたアルバムとして初めてビルボード200チャートで1位を獲得した。
• 1985年5月13日：イギリスのロックバンド、ダイアー・ストレイツの5枚目のスタジオアルバム『ブラザーズ・イン・アームズ』がリリースされる。このアルバムは80年代で最も売れたデジタル録音アルバムとなり、CDの売上がLPの売上を上回った最初のアルバムとなった。
• 1987年：ソニーがデジタルオーディオテープ（DAT）を開発。
• 1989年：英国で、テレビ放送向けNICAMステレオデジタル音声の試験放送が開始された。
• 1990年：カナダでLバンドを使用したデジタルラジオが始まる。^{[ 51 ]}
• 1991年：Alesis Digital Audio Tape（ADAT ）は、スーパーVHS磁気テープ（民生用VCRで使用されているフォーマットに類似）に8トラックのデジタルオーディオを同時に録音するために使用されるテープフォーマットです。この製品は1991年1月にNAMMショーで発表されました。最初のADATレコーダーは1年以上後の1992年2月か3月に出荷されました。^{[ 52 ]}
• 1992年：フィリップスと松下電器産業がデジタルコンパクトカセット（DCC）を発表。
• 1992年：ナグラはデジタル1/4インチオープンリールフィールドレコーダーNagra Dの製造を開始し、後に後継機種Nagra DIIを発売した。アル・パチーノ主演の映画「インサイダー」は、リー・オーロフが2台のNagra-Dレコーダーを使用して録音し、2000年3月のアカデミー賞で音響賞にノミネートされた。^{[ 53 ]}
• 1992年9月：ソニーがミニディスク規格を発表。
• 1993年：ランダムアクセスデジタルオーディオレコーダー（RADAR ）は、ハードディスクドライブに24トラックのデジタルオーディオを同時に録音できる初の単体デバイスです。Creation Technologies社が製造したこの製品は、 1993年10月にニューヨークで開催されたAESコンベンションで発表されました。最初のRADARレコーダーは1994年8月に出荷されました。
• 1993年：TASCAM社は、Hi8ビデオカセットに音声を記録するためのデジタルテープ録音システム（DTRS）を開発。
• 1996年：日本でDVDプレーヤーの販売が開始される。
• 1999年：リッキー・マーティンの「Livin' la Vida Loca 」が、デジタルオーディオワークステーション内で完全に録音、編集、ミックスされた初のナンバーワンシングルとなる。プロデュースはチャールズ・ダイとデズモンド・チャイルドがPro Toolsを使用して行った。^{[ 54 ]}

録音

1. アナログ信号は入力デバイスからアナログ-デジタル変換器（ADC）に送信されます。
2. ADCは、アナログ（音声）波の瞬間的なレベルを繰り返し測定し、各測定点に所定のビット数（ワード長）のバイナリ数を割り当てることで、この信号を変換します。ワード長が長いほど、元の音声波のレベルをより正確に表現できます。
3. ADCがアナログ波形のレベルを測定する周波数をサンプリングレートと呼びます。サンプリングレートが高いほど、デジタル化された音声信号の上限周波数が高くなります。
4. ADCは、0と1が連続して並ぶデジタルオーディオサンプルのシーケンスを出力する。
5. これらのバイナリ数値は、磁気テープ、ハードドライブ、光ディスクドライブ、またはソリッドステートメモリなどの記録媒体に保存されます。

再生

1. 一連の数値は、記憶装置からデジタル・アナログ変換器（DAC）に送信される。
2. DACは、各デジタルサンプルに格納されたレベル情報を結合することで、数値データをアナログ信号に変換し、元のアナログ波形を再構築します。
3. この信号は増幅され、スピーカーに送信されます。

• ビデオカメラ
• データロガー
• 録音機
• デジタルビデオレコーダー

• 電話監視