DE-K20｜情報Ⅰ 対策問題

正答

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この問題のポイント

標本化（サンプリング） を問う問題です。デジタル化3段階の第1歩です。

解説

マイクで拾った音は、空気の振動を表す連続的な波(アナログ信号)です。これをコンピュータで扱える数値の列にするデジタル化(A/D変換)は、①標本化→②量子化→③符号化の3段階で行われます。

標本化(サンプリング)はその第1段階で、連続した波を一定の時間間隔で区切り、その瞬間の波の高さ(値)を取り出す操作です。連続する動きを一定間隔のコマで記録するパラパラ漫画に似ています。

1秒間に標本を取る回数を標本化周波数(サンプリング周波数)といい、単位はHzです。音楽CDは44100Hz(44.1kHz)、つまり1秒間に44100回も値を取り出しています。標本化周波数が高いほど元の波形を忠実に記録できますが、データ量は増えます。「元の波に含まれる最高周波数の2倍を超える頻度で標本化すれば波形を再現できる」という標本化定理も、発展知識として問われることがあります。

続く量子化は取り出した値を決められた段階の近い値に丸める操作、符号化はそれを2進数のビット列にする操作です。「時間を区切る=標本化、値を丸める=量子化、2進数にする=符号化」と役割で区別しましょう。

選択肢の確認

1．○ 一定の時間間隔で波の値を取り出す操作=標本化。
2．× 量子化は取り出した値を段階値に丸める第2段階。
3．× 符号化は値を2進数のビット列にする第3段階。
4．× 復号は符号化されたデータを元に戻す操作。

ここだけは覚えよう

標本化→量子化→符号化の順。標本化は「時間で区切って値を取る」 — 音楽CDは44.1kHz。