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第47回 アナログデジタル変換

学習内容

アナログデジタル変換

アナログデジタル変換の手順 / 標本化 / 量子化 / 符号化

サンプリングレート(サンプリング周波数)

重要ポイント

アナログデジタル変換は標本化→量子化→符号化の順番

サンプリングレートが高く、量子化ビット数が多いほどより綺麗に音声をデータ化できる

練習問題1

標本化,符号化,量子化の三つの工程で,アナログをディジタルに変換する場合の順番として,適切なものはどれか。(FE_H28秋_問5)

ア 標本化,量子化,符号化

イ 符号化,量子化,標本化

ウ 量子化,標本化,符号化

エ 量子化,符号化,標本化

正解 ア

アナログデジタル変換は,標本化→量子化→符号化の流れで行います。

具体的には,標本化で一定間隔でデータをサンプリングし,量子化でデータを数値化します。最後に符号化で数値化したデータを2進数のビット列に変換します。

講義動画では,もう少し詳しく説明していますので参考にしてください。

練習問題2

アナログ音声信号をディジタル化する場合,元のアナログ信号の波形に,より近い波形を復元できる組合せはどれか。(IP_H21春_問66改)

ア サンプリング周期を長くし,量子化ビット数を多くする。

イ サンプリング周期を長くし,量子化ビット数を少なくする。

ウ サンプリング周期を短くし,量子化ビット数を多くする。

エ サンプリング周期を短くし,量子化ビット数を少なくする。

正解 ウ

講義動画の説明と言い回しが異なる問題でした。

分かりやすく言い換えると,サンプリング周期を長くするとは,サンプリングの間隔を広げるということです。逆に,サンプリング周期を短くするということは,サンプリングの間隔を狭くする,つまりサンプリングの回数を増やすことを意味しています。

また,量子化ビット数については何段階で数値化するかということです。こちらは講義動画の説明と同じ言い回しですが,量子化ビット数はが多いほどより正確に音声をデジタル化することができます。

よって,サンプリング周期を短くし,量子化ビット数を多くすることで,より正確に音声をデジタル化することができます。

サンプリング周期,サンプリング間隔,サンプリング回数,サンプリング周波数というように,言い回しが色々と出てくるかもしれませんが,言い回しの違いに惑わされないように注意してください。

練習問題3

音声信号をディジタル化する。図の時刻1から時刻5のタイミングで標本化を行い,4段階に量子化(標本点に最も近い段階を選択)を行った。その後2ビットで符号化を行った。結果は“11 01 00 10 11”であった。同じ手法でディジタル化を行うと“01 00 10 11 01”となる音声信号を示す図はどれか。(IP_H22春_問88)

正解 イ

何の対策をせずに初見でこの問題を見ると,相当戸惑うと思います(^^; 逆に,アナログデジタル変換の流れが理解できていれば,非常に簡単な問題です。

横軸の時刻1〜時刻5のタイミングで,音声信号を表す線(ア〜ウは波線,エは折線)がどの高さにあるかを確認するだけです。それぞれ順に確認していくと,

アは“01 01 00 10 11”

イは“01 00 10 11 01”

ウは“01 00 10 11 10”

エは“01 00 10 10 01”

となり,“01 00 10 11 01”となるのはイの図です。

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