標本化（サンプリング）とは？ひょうほんか（さんぷりんぐ）
標本化（サンプリング）とは、連続的なアナログ信号を一定の時間間隔で区切り、その瞬間の値を取り出す処理。A/D変換は標本化→量子化→符号化の順に進み、標本化が時間軸を、量子化が振幅軸を離散化する。1秒あたりの取り出し回数が標本化周波数で、単位はHz。
最終更新：2026-10-06
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音や光は連続量であり、そのままでは有限のビット数で表せない。どこまで細かく測れば元の波形を復元できるかを与えるのが標本化定理で、含まれる最高周波数の2倍を超える周波数で標本化すれば理論上復元できる。細かくするほど忠実だがデータ量は比例して増えるため、用途に応じて品質と容量を折り合わせる設計になる。
具体例
音楽CDは44.1kHz・16ビット・ステレオで、人が聞き取れる上限のおよそ20kHzを復元するために2倍を超える周波数が選ばれている。容量は44,100×16×2×秒数で計算でき、応用情報ではこの容量計算が定番の出題になる。
試験での引っ掛け
標本化は時間軸、量子化は振幅軸の離散化で、量子化ビット数を増やしても時間分解能は上がらない。標本化周波数が信号の最高周波数の2倍以下だと、元に無い低い周波数へ化けるエイリアシングが起きる。どちらの軸の話かを取り違えると容量計算も落とす。
関連用語
出た過去問
出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問22（IPA）
音声を標本化周波数10 kHz、量子化ビット数16ビットで4秒間サンプリングして音声データを取得した。この音声データを、圧縮率1／4のADPCMを用いて圧縮した…
正解：20
要点：音声データ量＝標本化周波数×量子化ビット数×時間÷8
1秒あたり10,000回の標本化で1標本16ビットなので、毎秒160,000ビット＝20,000バイトになります。4秒間では80,000バイト、すなわち80kバイトです。これを圧縮率4分の1のADPCMで圧縮すると20kバイトになります。標本化周波数×量子化ビット数×秒数をビットで求め、8で割ってバイトに直す手順を守るのがポイントです。
出典：平成31年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問22（IPA）
音声を標本化周波数10kHz、量子化ビット数16ビットで4秒間サンプリングして音声データを取得した。この音声データを、圧縮率1/4のADPCMを用いて圧縮した場…
正解：20
要点：音声データ量＝標本化周波数×量子化ビット数×時間÷8（バイト）
標本化周波数10kHz、量子化16ビットなので1秒あたり10,000×16＝160,000ビット、4秒では640,000ビット＝80,000バイト＝80kバイトになる。これをADPCMで1/4に圧縮するので80÷4＝20kバイトである。
出典：令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問25（IPA）
0kHz〜20kHzの帯域幅のオーディオ信号をデジタル信号に変換するのに必要な最大のサンプリング周期を標本化定理によって求めると、何マイクロ秒か。
正解：25
要点：標本化周波数は信号の最高周波数の2倍以上が必要
標本化定理によれば、原信号を復元するには最高周波数の2倍を超える周波数で標本化する必要がある。帯域が20kHzなので必要な最低サンプリング周波数は40kHzとなり、その逆数がサンプリング周期の上限で1÷40,000秒＝25マイクロ秒である。
出典・参考
公式シラバスの1 基礎理論 ＞ 3. 情報に関する理論 ＞ (2) 符号理論に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。