DE-S04｜情報Ⅰ 対策問題

音のデジタル化で、標本化周波数を高くしたときの効果として最も適当なものはどれか。

解答・解説を見る

正解: 1

正答

標本化周波数と再現できる音の関係 を問う問題です。標本化と量子化の役割分担を整理しましょう。

標本化(サンプリング)とは、連続して変化する音の波の高さを、一定の時間間隔で測って記録することです。標本化周波数(Hz)は「1秒間に何回測るか」を表します。44,100Hzなら1秒間に44,100回、波の高さを測っている、という意味です。

測る間隔を細かくする(=標本化周波数を高くする)ほど、速く振動する波、つまり高い音まで取りこぼさずに記録できます。標本化定理によれば、記録したい最高周波数の2倍以上の標本化周波数が必要です。ただし測る回数が増えるぶん、データ量は確実に増えます。「忠実さとデータ量はトレードオフ」の関係です。

ここで混同しやすいのが量子化ビット数との役割分担です。標本化周波数は「時間方向の細かさ」で、高い音の再現性に効きます。量子化ビット数は「音の大きさ(振幅)方向の細かさ」で、音量の段階の細かさに効きます。選択肢2のような「大きさの段階が細かくなる」は量子化ビット数の説明です。

共通テストでは「標本化周波数を上げると何が変わるか」「量子化ビット数を上げると何が変わるか」を入れ替えた選択肢で問われます。「標本化=時間軸=高い音」「量子化=縦軸=大きさの段階」と対で覚えておけば確実に見分けられます。

1．○ 高い音まで忠実に記録でき、測る回数が増えるのでデータ量も増える。
2．× 「大きさの段階」は量子化ビット数の役割。またデータ量は減らずに増える。
3．× 細かく記録するのだからデータ量は増える。音質(高音域の再現性)も変わる。
4．× 標本化に雑音を自動除去する働きはない。

標本化周波数=時間方向の細かさ、量子化ビット数=大きさ方向の細かさ — 高くすればどちらも忠実になるが、データ量は増える。