技術士 第一次試験 専門科目 電気電子部門 情報通信 練習問題 第3問: 最高周波数が15 kHzの音声を2チャネル(ステレオ)で、量子化ビット数24ビットのPCMにより符号化する。標本化周波数は、標本化定理が示す最も低い値とする。圧
最高周波数が15 kHzの音声を2チャネル(ステレオ)で、量子化ビット数24ビットのPCMにより符号化する。標本化周波数は、標本化定理が示す最も低い値とする。圧縮はせず、同期や誤り訂正のための付加ビットも考えないとき、1分間の符号のデータ量として、最も近い値はどれか。ただし、1バイトは8ビット、1 MBは10⁶バイトとする。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 3. 10.8 MB
「10.8 MB」が最も近い値です。標本化定理では最高周波数の2倍以上で標本化する必要があり、NEETS Module 12も2倍を最小の標本化の速さとしているので、標本化周波数は2×15=30 kHzです。
PCMのビットレートは、標本化周波数×量子化ビット数(1標本を表すビット数)×チャネル数です。
ビットレート:30,000×24×2=1,440,000 bit/s
1分間:1,440,000×60=86,400,000ビット
バイトへ:86,400,000÷8=10,800,000バイト=10.8 MB
「5.40 MB」は15 kHzで標本化した値、「13.5 MB」は同書が標準とする2.5倍(37.5 kHz)を最小の値と取り違えた値、「86.4 MB」はビットのままの値、「43.2 MB」はビットのまま1チャネル分にした値です。別の道筋では、1標本は24÷8=3バイト、1秒は3×30,000×2=180,000バイト、60秒で10.8 MBとなり一致します。
PCMのデータ量は標本化周波数×量子化ビット数×チャネル数×時間で、標本化周波数の下限は最高周波数の2倍です。
関連キーワード: PCM・標本化定理・標本化周波数・量子化ビット数・ビットレート
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