パソコン素人です。
基本情報技術者試験の問題・テキスト等を見て気になったメモです。
多分間違っているので詳しく見ないで下さい。すみません。
(記載内容や参考にしたネット情報など問題がありましたら、早急に削除いたします。)
音声の「サンプリング」という技術があるらしい。
アナログ音源をデジタル化して取り込むことなんだろう。
よく分からないが、ここではPCM方式(パルス符号変調方式)pulse code modulationについて。
多分、この作業工程(順番)を覚えれば、計算もできる気がする・・・。
【工程】
標本化(サンプリング)
量子化(数値化)
符号化(2進数変換)
サンプリング・・・
Hzは採取間隔の単位で、1Hzなら1秒に1回だそうです。
CD作成は、周波数44.1kHz(1秒間)だそうです。
つまり「1秒間に44100回、音の波を記録(測定)する」ようになっています。
量子化・・・
採取したデータを数値(整数)にすることだそうです。
CD作成は、16ビット(2進数16桁)だそうです。
PCMでは強度を65536(2^16)段階で表すんだそうです。
符号化・・・
量子化された16ビットのデータを符号化するそうです。
PCMではそのままの形式で符号化するそうです。
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よく分からないが、
サンプリングは、
一定の間隔で区切る作業って録音
|___|___|___|___|___|___|
■
■
|___|_■_|___|___|_■_|_■_|
(アナログ信号を一定の間隔で区切って数値をとる。)
(波の実線が、点線の波になるイメージ)
量子化は、
(区切り幅ごとの振幅幅)のグラフみたいな
■
■ ■
|_■_|_■_|___|_■_|_■_|_■_|
4 2 0 6 2 2
(数字は適当です。グラフもずれてます。棒グラフのつもりです・・・。)
符号化(コーディング)は、2進数(バイナリ)化
0100 0010 0000 0110 0010 0010
という感じか。
PCMは、単純で、音がいいそうです。
また、この作業をエンコードというらしく、MP3とかはもっと複雑らしいです。
(コンバーターとか使うのかな?)
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<基本情報技術者平成28年秋期 午前問25>
音声のサンプリングを1秒間に11,000回行い、
サンプリングした値をそれぞれ8ビットのデータとして記録する。
このとき,512×10~6バイトの容量をもつフラッシュメモリに記録できる音声の長さは、最大何分か。
解き方・答え(筆算してません。計算機。)
ビットとバイトで単位が違うのでとりあえずビットにしよう。
メモリは512*10^6*8。→4096000000
音声データは、11000*8が1秒間で必要なデータ量。→88000
音声データがメモリにどれだけ入るかだが、
少し解説と違ってやり方をみよう。
4096000000÷88000=46545.45455
最大46545秒
最大46545秒÷60=775分
上記の方が分かりやすいが・・・
良いやり方としては、
求める答えは「最大何分」なので、
11,000回*60(秒)*8ビットだが、*8をせず、
11,000回*60(秒)バイトにする。660,000バイト。
さらに、計算しやすいように660,000バイト→66*10^4バイト
512*10^6÷66*10^4→775.7575・・・
電卓がないと、工夫しないとできないか・・・。
まあ、選択肢で似たような数字を探すことはできるが。
<基本情報技術者平成25年春期 午前問3>
アナログ音声をPCM符号化したとき、1秒当たりのデータ量は64,000ビットであった。
量子化ビット数を8ビットとするとき,サンプリング間隔は何マイクロ秒か。
解き方・答え
この問題は、サンプリングの工程を想像すると解きやすいかも。
(1)
サンプリング・・・
量子化・・・
符号化・・・
(2)
サンプリング・・・
量子化・・・量子化ビット数=8ビット
符号化・・・
「1秒当たりのデータ量は64,000ビット」はどこに入るのか?
(3)
サンプリング・・・「1秒当たりのデータ量は64,000ビット」???
量子化・・・量子化ビット数を8ビット
符号化・・・
かなと思ったが、1はHzで、またビット化していない単位の数字のはず。
(4)
サンプリング・・・「1秒当たりのデータ量は64,000ビット」÷8=8000Hz(1秒あたり)
量子化・・・量子化ビット数=8ビット
符号化・・・
「サンプリング間隔は何マイクロ秒か」
↓
サンプリングは1秒当たり周波数8000Hz。
「何マイクロ秒か」→マイクロは10^6なので・・・とかここでは考えず(失敗)、
あくまで1秒当たりを考える。
いつもややこしい(怪しい)逆数を考える。
(とりあえず1秒を割るヤツ)
・1秒あたり8000Hz(回)サンプリングする
・8000Hz(回)のサンプリング間隔は1秒
1÷8000=0.000125秒
マイクロ秒だと125マイクロ秒
うーん。我ながら分かっていないなあ。