読み方 : りょうしかビットすう

量子化ビット数 【quantization bit rate】 サンプリングビット数 / sampling bit rate / 符号化ビット数 / encoding bit rate

概要

量子化ビット数(quantization bit rate)とは、アナログ信号からデジタル信号への変換(A/D変換)の際に、信号を何段階の数値で表現するかを示す値。この値が大きいほど元の信号に忠実なデータが得られるが、データ量はその分増大する。
量子化ビット数のイメージ画像

解説 例えば、量子化ビット数が8ビットの場合は、毎回のサンプリングで得られた信号強度を28、すなわち256段階の数で表現することができる。これが16ビットになると、216の65,536段階で表すことができるようになり、8ビットの場合より細かな違いを表現できる。

A/D変換後のデータ量はサンプリング周波数に量子化ビット数を掛け合わせた数となる。例えば、サンプリング周波数44.1kHz、量子化16ビットで音声を記録すると、1秒間の44,100回のサンプリングを行い、各回16ビット(2バイト)のデータを得るため、705.6kbps(キロビット毎秒)あるいは88.1KB/sキロバイト毎秒)のデータ量となる。

オーディオCDCD-DA)の仕様では量子化ビット数は16ビットと規定されており、音声を65,536段階のレベルで記録するが、DVD-Videoは24ビットまで対応しており、約1677万段階となる。

イメージスキャナなどで画像を取り込む場合、表示装置や画像形式などが対応している各色8ビット256段階の24ビットカラートゥルーカラー)で取り込む機器が多いが、各色256段階では単色の画像などの場合に表現力が低いため、上位機種などでは各色12ビット(4,096段階)や16ビットの量子化ビット数に対応しているものもある。

(2018.9.5更新)

資格試験などの「量子化ビット数」の出題履歴

▼ ITパスポート試験
平22春 問60】 ある音をコンピュータのファイルにデータとして記録するとき、符号化ビット数を8ビットとしている。符号化ビット数を16ビットに変更し、同じ音を同じサンプリング周波数で記録したときの説明として、適切なものはどれか。
平21春 問66】 アナログ音声信号をディジタル化する場合、元のアナログ信号の波形に、より近い波形を復元できる組合せはどれか。
サンプリング周期量子化の段階数
長い多い
長い少ない
短い多い
短い少ない

▼ 基本情報技術者試験
令5修1 問22】 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合のデータ量は何kバイトか。
令4修7 問6】 サンプリング周波数40kHz,量子化ビット数16ビットでA/D変換したモノラル音声の1秒間のデータ量は,何kバイトとなるか。
令3修7 問24】 60分の音声信号(モノラル)を,標本化周波数44.1kHz,量子化ビット数16ビットのPCM方式でディジタル化した場合,データ量はおよそ何Mバイトか。
令2修7 問21】 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合のデータ量は何kバイトか。
平31修1 問25】 60分の音声信号(モノラル)を,標本化周波数44.1kHz,量子化ビット数16ビットのPCM方式でディジタル化した場合,データ量はおよそ何Mバイトか。
平30修1 問23】 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合のデータ量は何kバイトか。
平28修12 問25】 60分の音声信号(モノラル)を,標本化周波数44.1kHz,量子化ビット数16ビットのPCM方式でディジタル化した場合,データ量はおよそ何Mバイトか。
平27修6 問25】 60分の音声信号(モノラル)を,標本化周波数44.1kHz,量子化ビット数16ビットのPCM方式でディジタル化した場合,データ量はおよそ何Mバイトか。
平27修1 問12】 アナログ音声信号を,サンプリング周波数44.1kHzのPCM方式でディジタル録音するとき,録音されるデータ量は何によって決まるか。
平25修12 問29】 60分の音声信号(モノラル)を,標本化周波数44.1kHz,量子化ビット数16ビットのPCM方式でディジタル化した場合,データ量はおよそ何Mバイトか。
平25春 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。
平24春 問26】 60分の音声信号(モノラル)を,標本化周波数44.1kHz,量子化ビット数16ビットのPCM方式でディジタル化した場合,データ量はおよそ何Mバイトか。
平23春 問14】 アナログ音声信号を,サンプリング周波数44.1kHzのPCM方式でディジタル録音するとき,録音されるデータ量は何によって決まるか。