アナログデータからディジタルデータへの変換(ディジタル化)

ディジタル化の利点と欠点

<<利点>>

• ディジタルデータはノイズに強いです。ノイズにより信号が乱れても、誤り訂正符号などに容易に復元できます。
• 標本化や量子化の精度を変えることで、データ量を制御できます。

<<欠点>>

• 本来のアナログデータに対して情報落ちが発生します。

ディジタル化の手順

(1)標本化(サンプリング)

アナログデータを一定時間ごと(サンプリング周波数)に区切り、単位時間当たりのデータの中央値や平均値を取得します。

(2)量子化

標本化したデータを一定のビット数(量子化ビット数)の整数で表現します。

(3)符号化

量子化した整数を符号化アルゴリズムでディジタルデータに割り当てます。

標本化・量子化ノイズ

■標本化ノイズ

サンプリング周波数が低いとデータ量が減りますが、高周波成分を復元できない等、標本化ノイズが大きくなります。
なお、標本化定理(または、シャノンの定理)によると、正確にディジタル化するには、元となるアナログデータの周波数の2倍以上のサンプリング周波数が必要です。

■量子化ノイズ

量子化ビット数が小さいとデータ量が減りますが、切り上げや切り下げによる誤差が大きくなり、量子化ノイズが大きくなります。