DE-K21｜情報Ⅰ 対策問題

正答

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この問題のポイント

量子化（段階値への割り当て） を問う問題です。

解説

量子化は、音のデジタル化3段階「標本化→量子化→符号化」の第2段階です。標本化で取り出した波の高さの値は、そのままでは無限に細かい連続値です。そこで、あらかじめ決めた有限の段階のうち、最も近い値に割り当て(丸め)ます。これが量子化です。

段階の細かさを決めるのが量子化ビット数です。8ビットなら2の8乗=256段階、音楽CDの16ビットなら2の16乗=65536段階に丸めます。ビット数を増やすほど元の波形に忠実になりますが、データ量は増えます。

丸める以上、実際の値と割り当てた段階値との間には必ずズレが生じます。これが量子化誤差です。ビット数を増やせば誤差は小さくできますが、ゼロにはできません。「デジタル化は本質的に近似である」ことを示す重要な概念です。

共通テストでは、3段階の名前と操作の対応を入れ替えた選択肢や、波形のグラフを見て「この操作はどの段階か」を答える形式が定番です。「時間方向(横軸)に区切る=標本化、値(縦軸)を丸める=量子化」と、どちらの軸の話かで見分けるのがコツです。

選択肢の確認

1．○ 標本化した値を最も近い段階値に割り当てる操作=量子化。
2．× 標本化は一定の時間間隔で値を取り出す第1段階。
3．× 変調は信号を伝送に適した形へ変える操作で、デジタル化の段階ではない。
4．× 圧縮はデータ量を減らす処理で、デジタル化の手順そのものではない。

ここだけは覚えよう

量子化=値を段階に丸める(縦軸)。標本化=時間で区切る(横軸) — ビット数が多いほど忠実、誤差は必ず残る。