2006年03月15日

サンプリングと量子化

【概要】基礎用語を肚に落とすためのメモ書き。厳密には正確じゃないと思います。

1. サンプリング(標本化)
  時間軸の目盛りを決める事。小刻みなほど精密。

2. 量子化(デジタル化)
  たて軸の目盛りを決める事。小刻みなほど精密。

3. なんか測る。グラフ(波形)ができる。


4. グラフ(波形)の数字を読む。そんで表にする。
時間軸 1 2 3 4 5
1 2 1 0 -2
「デジタルなデータ」のできあがり。※数値はイメージです。

自然界にあるのは音波でも地震でもアナログな連続した「グラフ」だが、「サンプリング」と「量子化」してやる事で「不連続な値の配列」に変換できる。い や、それだけっちゃそれだけなんだけども。
この作業をPCM(Pulse Code Modulation、パルス符合変調)と言う。ようするに「アナログの信号を標本化、量子化してデジタルに表現する処理」だ。
変換(Transform)とかの方がハラに落としやすくてたすかるのだが、変 調(Modulation)はアナログ無線の用語だそうな。理系の世界にも歴史的経緯ってもんがあるらしい(失礼杉)。

まとめ。

サンプリング(標本化周波数)
時間軸の目盛り精度を決める事。細かい程精密。
1秒間に目盛りが44100個で44.1khz。CDなら1秒間に44100回、音データを読む or 書く事になる。
※適切なサンプリング周波数を決めるには、ナイキストの定理(別名;シャノン- 染谷の標本化定理)というものを使うらしい。CDの44.1khzというのはここから導き出された値で、このくらい細かければ、人間の耳では充分とされる。しかし、もちろん自然音とは差がある。
量子化(Quantization)
縦軸の目盛精度を決める事。細かい程精密。
扱うデータによって適切な精度は異なる。これ自体を「デジタル化」と言う事もある。

/*/

余談

PCMの考え方自体は「波形」で表せるデータなら何にでも使える。これがデジタル世界における「無圧縮」。
エンコ厨としてのポイントは二つ。
  1. 最終的には映像も音声も、グラフから読み取った「表」をさらに短い文字数で表現できるように「いろいろと工夫」する。不可逆圧縮 ではその際、 重要ではない部分を「省略」もする。上記の量子化は単なるデータ読み取りだが、x264やxvidは「量子化」を「省略」の1手段として使う。
    これが「エンコード」。「デコード」はその逆。
    最終的にはモニタやスピーカに出力する前に「無圧縮」に戻さなきゃ再生できないはずだから。
    おそらく、この過程で使っても良い「工夫」や「省略」の「おしながき」が、あのわけわかめな「ブロックダイヤグラム」なのだと思 う。あの中には「工夫」と「省略」がダマのように入り乱れているものらしい。

  2. 音声が波形で表せるというのはまだいい。映像を波形で表現するってハラに落ちそうにねぇなぁ、、、と思って気づいた。それってテ レ ビの発明でねぇだか。 だからまぁ、本気でハラに落としたきゃそのへんから当たったほうが良いんだよたぶん。>オレ。
    「映像を波形にする考え方」系の説明がいまいちハラに落ちないのは、きっとあまりにも当たり前過ぎてどう説明すりゃいいんだかって事だったり、そのへんは もう解ってるものとして、歴史的経緯の途中から書いてあるものが多いからなのかもしれないと思った。
posted by ばる at 22:55| Comment(0) | TrackBack(0) | その他 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
コメントを書く
お名前: [必須入力]

メールアドレス: [必須入力]

ホームページアドレス: [必須入力]

コメント: [必須入力]

認証コード: [必須入力]


※画像の中の文字を半角で入力してください。

この記事へのトラックバック
×

この広告は1年以上新しい記事の投稿がないブログに表示されております。