問題 No.3959
機械学習における音声信号処理や特徴量抽出の手法の一つであるPCM(Pulse Code Modulation:パルス符号変調)に関する記述として、不適切なものを一つ選べ。
【正解の解説】
PCMはアナログ信号を標本化、量子化、符号化する過程において情報が一切失われないため、どれほど荒い量子化を行っても量子化誤差や劣化が発生しない。
アナログ信号をデジタルにする際、なめらかな曲線階段を無理やり数段のブロックに分けるようなものです。どれだけ丁寧に測っても人間の目盛り合わせと同じで微小なズレ(量子化誤差)は必ず起きるため、どれほど荒くても劣化しないというのは真っ赤なウソです。
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【その他の選択肢の解説】
PCMにおいてアナログ信号をデジタル信号に変換する際は、連続的な時間軸を一定の周期で区切る標本化の処理が必ず実行される。
これはPCMの正しい手順を述べた記述です。パラパラ漫画を作るために連続した動きを1コマずつ写真に切り出す作業と同じで、アナログからデジタルへの変換では最初に必ず行われるため、不適切な記述を探すこの問題では誤りとなります。
PCMは音声だけでなく音楽や通信など幅広い分野で利用されており、標本化周波数や量子化ビット数を高めるほどデータ量が大きくなる。
高画質な写真ほどファイルサイズが重くなるのと同じ現象です。定規のメモリを細かくして記録する枚数を増やすことなので、情報量が増えてデータが肥大化するのは技術の基本原則であり、この記述は完全に正しい内容です。
PCMでは振幅の連続値を段階的な数値へと置き換える量子化を行うため、アナログ信号を元の完全な連続値のまま復元することはできない。
粘土細工を一度ブロック玩具で組み立て直してから、元の滑らかな曲線に戻そうとするようなものです。一度デジタルな段階値に丸めてしまうと、失われた細かい隙間の情報は二度と戻らないため、元の完全な連続値には絶対になりません。