応用情報技術者 2013年 春期 午前2 問26
問題文
音声などのアナログデータをディジタル化するために用いられるPCMで、音の信号を一定の周期でアナログ値のまま切り出す処理はどれか。
選択肢
ア：逆量子化
イ：標本化（正解）
ウ：符号化
エ：量子化
音声のアナログ信号を一定周期で切り出す処理とは【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：音声のアナログ信号を一定の周期で切り出す処理は「標本化」である。
- 根拠：標本化は連続的なアナログ信号を一定時間間隔でサンプリングし、離散的な値に変換する工程である。
- 差がつくポイント：標本化と量子化の違いを正確に理解し、標本化が時間軸の切り出し、量子化が振幅の離散化であることを押さえることが重要。
正解の理由
選択肢イの「標本化」は、アナログ信号を一定の時間間隔（周期）で切り出し、信号の値を取得する処理です。PCM（パルス符号変調）では、まず標本化によって連続信号を離散時間信号に変換し、その後量子化で振幅を離散値に変換します。したがって、問題文の「一定の周期でアナログ値のまま切り出す処理」は標本化に該当します。
よくある誤解
量子化と標本化を混同し、時間軸の切り出しを量子化と考える誤解が多いです。量子化は振幅の離散化であり、時間軸の切り出しは標本化です。
解法ステップ
- PCMの処理工程を理解する（標本化→量子化→符号化）。
- 問題文の「一定の周期で切り出す」部分が時間軸の処理であることを確認。
- 時間軸の切り出しは「標本化」であると判断。
- 選択肢の意味を整理し、標本化を選ぶ。
選択肢別の誤答解説
- ア: 逆量子化は量子化された信号を元に戻す処理であり、切り出しとは無関係。
- イ: 標本化は一定周期でアナログ信号を切り出す処理で正解。
- ウ: 符号化は量子化されたデータをデジタル符号に変換する処理であり、切り出しではない。
- エ: 量子化は振幅を離散値に変換する処理で、時間軸の切り出しではない。
補足コラム
PCMは音声や映像のアナログ信号をデジタル化する基本技術です。標本化定理（ナイキスト定理）により、標本化周波数は信号の最高周波数の2倍以上が必要とされます。これにより元の信号を正確に復元可能です。
FAQ
Q: 標本化と量子化の違いは何ですか？
A: 標本化は時間軸で信号を一定周期で切り出す処理、量子化は振幅を離散的な値に変換する処理です。
A: 標本化は時間軸で信号を一定周期で切り出す処理、量子化は振幅を離散的な値に変換する処理です。
Q: PCMで最初に行う処理は何ですか？
A: 最初に行うのは標本化で、アナログ信号を一定周期で切り出します。
A: 最初に行うのは標本化で、アナログ信号を一定周期で切り出します。
関連キーワード: PCM, 標本化、量子化、デジタル信号処理、サンプリング
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