ダウンサンプリング 【downsampling】

概要

ダウンサンプリング(downsampling)とは、ある周波数アナログ信号を標本化(サンプリング)した信号を、それより低い周波数で再度サンプリングすること。

連続的なアナログ信号を離散的なデジタル信号で表すには、アナログ信号を一定の周期で測定し、測定値をデジタルに変換して記録するという手法が用いられる。このとき、信号を測定することを標本化sampling)と呼び、単位時間あたりの標本化回数(周期の逆数)をサンプリング周波数という。

あるサンプリング周波数標本化した(通常は量子化後のデジタル信号)を、低い周波数サンプリングし直す操作をダウンサンプリングという。例えば、音声信号を44.1kHzサンプリングしたデータを用いて、22.05kHzのサンプリングデータに変換する操作が該当する。

変換前後の周波数が整数倍の関係にある場合は単純に元のから倍数に応じた頻度で「間引く」(decimation)処理をえばよい。例えば、1/3倍にするなら1つを残すごとに後続の2つを捨てる。整数倍ではない場合はこの方法は使えないため、両者の公倍数になるよう元のを補間した仮の標本列を生成し、これに対して間引き処理をう。

変換後の周波数は元の周波数より低いため、元の信号をそのまま変換すると変換後の周波数の半分(ナイキスト周波数)を超える成分にエイリアシング折り返し雑音)が発生してしまう。これを避けるため、間引き処理の前に変換後のナイキスト周波数を超える成分をあらかじめローパスフィルタで遮断する処理がわれる。

(2023.6.9更新)

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この記事の著者 : (株)インセプト IT用語辞典 e-Words 編集部
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