サンプリングについて

質問

「信号をアナログに再生するために、最も高い周波数の音声チャネルの場合、１つの正弦波サイクル中2回だけサンプリングされる。最も高い周波数で信号サンプリング方法は、アナログ音声チャネルで使用される情報が、帯域のほぼ中間にあると想定しているので、中間帯域でのサンプリングが多く行われることになる。つまり人の声には、高音や低音よりも中音のほうが多く含まれているということを前提にしている。したがって、高い周波数や低い周波数ではなく、中間周波数でのサンプリングが重要になる。」

今、サンプリングについて勉強しているのですが、上記文章の意味について教えてください。よろしくお願いします。
(1)サンプリングをなぜ2回しか行わないのでしょうか？
(2)アナログ音声チャネルと帯域と中音の用語の意味を教えてもらえないでしょうか？

回答No.1

menchi-06 · ベストアンサー

標本化定理（サンプリング定理）は、あるアナログ信号を完全に復元する
には、そのアナログ信号に含まれる最高い周波数の２倍より大きい周波数
でサンプリングを行うことをうたっています。2倍ちょうどはNGです。

たとえば、1kHzの正弦波に対するサンプリングには2kHzより大きい周波数
が必要になります。
1kHzの一周期は1msec、2kHzの一周期は0.5msecなので、1kHzの正弦波を
2kHzでサンプリングすると、２回データが取れることになります。
この場合、特殊な条件として、1kHzの位相で0°と180°をとってしまう
可能性があります。そのため「2倍以上」ではなく「2倍より大きい」なの
です。

(1) 2回しか行わない理由はありません。
　2倍よりも大きければ、3倍でも4倍でも問題ありません。しかし、
　周波数が高くなるほど回路を実現するための難易度はあがるので、
　2倍に近い値を選ぶのが無難です。

(2)
　アナログ音声チャネル：
　　音声を送るために設定した周波数帯域の呼び方。
　帯域：
　　○○Hz～△△Hzという周波数の範囲。
　中音：
　　たぶん可聴帯域の真ん中あたりという意味。普通の人が聞き取れる
　　音は数Hz～10kHz程度です。仮に最高周波数が10kHzならば、
　　中音は5kHzになります。

文章の後半の意味ですが、
　人の発せられる音声の最高周波数は10kHzだが、通常は5kHz以下の
　周波数で会話を作り出している。なので10kHzをサンプリング周波数
　に選んで、5kHz～10kHzの情報が不正確であっても問題ない
ということを言っているようです。

回答No.2

kani7

(1)
これはサンプリング定理(標本化定理)に基づいています。
2回しかサンプリングしない、のではなく、
正弦波が1サイクル中に最低2箇所をサンプリングしないと、
その正弦波を再現できないのです。
正弦波の絵を描いてみると分かります。

(2)
これはμ-lawのことを言っているのではないでしょうか。

参考URL：

http://www.sde.co.jp/terminology/hyper-dictionary/alpha/myu-law.html