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標本化定理とは?ひょうほんかていり

標本化定理とは、アナログ信号を標本化(一定の時間間隔で信号の値を測って取り出すこと)して元の波形を復元するには、含まれる最高周波数の2倍を超える標本化周波数(1秒あたりに測る回数)が必要だとする定理。この下限(最高周波数の2倍)をナイキストレートと呼び、逆に標本化周波数の半分の周波数をナイキスト周波数と呼ぶ。音声や映像のディジタル化で、標本化周波数と量子化ビット数(測った値を何段階の数値に丸めるか=量子化を、何ビットで表すか)を決める根拠になる。

最終更新:2026-10-09

試験情報

基本情報技術者試験の過去問では1問の解説で触れられています。

基本情報技術者試験の頻出用語/テクノロジ系

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具体例

4kHzまでを扱う電話音声は8kHz(1秒に8,000回)で標本化し、8ビットで量子化すれば8,000×8=64kビット/秒となる。CD音質は20kHzまで扱うため、その2倍の40kHzを超える44.1kHzで標本化する。データ量は標本化周波数×量子化ビット数×チャネル数(同時に記録する音の数。ステレオなら2)で見積もれる。

試験での引っ掛け

2倍未満で標本化すると、高い周波数の成分が低い周波数に化けて復元される折返し雑音(エイリアシング)が生じる。これは後段の処理では取り除けないため、標本化の前に、高い周波数の成分を削る低域通過フィルタを通して、扱う周波数の上限を決めておく(帯域制限)必要がある。

関連用語

出た過去問

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。

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試験での特徴
  • 1問の解説で触れられる
  • 分野:テクノロジ系
  • 2倍未満で標本化すると、高い周波数の成分が低い周波数に化けて復元される折返し雑音(エイリアシング)が生じる。