応用情報技術者 2018年 秋期 午前2 問05
問題文
符号化方式に関する記述のうち、ハフマン方式はどれか。
選択肢
ア：0と1の数字で構成する符号の中で、 0又は1の連なりを一つのブロックとし、このブロックに長さを表す符号を割り当てる。
イ：10 進数字の0〜9を4ビット2進数の最初の 10個に割り当てる。
ウ：発生確率が分かっている記号群を符号化したとき、 1 記号当たりの平均符号長が最小になるように割り当てる。（正解）
エ：連続した波を標本化と量子化によって 0と1の数字で構成する符号に割り当てる。
符号化方式に関する問題【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：ハフマン方式は、発生確率に基づき平均符号長を最小化する符号化方式です。
- 根拠：ハフマン符号は可変長符号で、頻度の高い記号に短い符号を割り当てることで効率化を図ります。
- 差がつくポイント：符号化方式の特徴を理解し、固定長符号や量子化との違いを明確に区別できることが重要です。
正解の理由
選択肢ウは「発生確率が分かっている記号群を符号化したとき、1記号当たりの平均符号長が最小になるように割り当てる」とあり、これはハフマン符号の定義そのものです。ハフマン符号は、各記号の出現確率に応じて符号長を変え、平均符号長を最小化する最適な符号化方式です。
よくある誤解
ハフマン符号は固定長符号ではなく可変長符号であるため、固定長符号の説明と混同しやすい点に注意が必要です。
解法ステップ
- 問題文の「ハフマン方式」の特徴を思い出す。
- 各選択肢の符号化方式の特徴を確認する。
- 発生確率に基づき平均符号長を最小化する方式を選ぶ。
- 選択肢ウがハフマン符号の説明に合致することを確認する。
選択肢別の誤答解説
- ア：ブロック符号の説明であり、ハフマン符号の特徴とは異なります。
- イ：固定長符号の例で、10進数字を4ビットに割り当てる方式でハフマン符号ではありません。
- ウ：正解。発生確率に基づき平均符号長を最小化するハフマン符号の説明です。
- エ：標本化と量子化はアナログ信号のデジタル化過程であり、符号化方式の説明ではありません。
補足コラム
ハフマン符号は情報理論の基本的な符号化方式で、通信やデータ圧縮に広く利用されています。符号長の最適化により、データの圧縮効率を高めることが可能です。
FAQ
Q: ハフマン符号は固定長符号ですか？
A: いいえ、ハフマン符号は可変長符号で、記号ごとに異なる長さの符号を割り当てます。
A: いいえ、ハフマン符号は可変長符号で、記号ごとに異なる長さの符号を割り当てます。
Q: ハフマン符号はどのような場合に使われますか？
A: 発生確率が既知の記号群を効率的に符号化し、データ圧縮を行う際に使われます。
A: 発生確率が既知の記号群を効率的に符号化し、データ圧縮を行う際に使われます。
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