最終更新日：2026年9月17日
fe fe-technology multimedia
まず結論
PCM（Pulse Code Modulation）では、アナログ信号をデジタル化するときに、基本的に次の順で処理します。
標本化
↓
量子化
↓
符号化
FE試験では、次の判断ができれば十分です。
- 一定時間ごとに値を取り出す → 標本化
- 取り出した値を段階的な値に近づける → 量子化
- 値を0と1のビット列で表す → 符号化
特に、
一定の周期でアナログ値のまま切り出す
という表現があれば、標本化です。
直感的な説明
アナログ音声は、時間とともに連続して変化する波です。
この波をコンピュータで扱うには、連続したままではなく、段階的にデジタルデータへ変換します。
連続した音の波
↓
一定時間ごとに値を取り出す
→ 標本化
取り出した値を近い段階値にする
→ 量子化
その値を0と1で表す
→ 符号化
覚え方は、
時間を区切る → 値を区切る → ビットにする
です。
定義・仕組み
標本化
標本化は、連続して変化しているアナログ信号を、一定の時間間隔で測定して取り出す処理です。
この段階では、取り出した値はまだアナログ値として考えます。
例えば、音声波形を
0秒
0.001秒
0.002秒
0.003秒
...
のように一定間隔で測定するイメージです。
1秒間に何回測定するかを標本化周波数（サンプリング周波数）と呼びます。
量子化
量子化は、標本化で取り出した値を、あらかじめ用意した離散的な段階値のどれかに近似する処理です。
例えば、実際の値が 5.7 でも、利用できる段階が整数だけなら、最も近い 6 などに置き換えます。
つまり、
連続的な大きさ
↓
決められた段階の値
に変える処理です。
符号化
符号化は、量子化された値を、0と1のビット列に変換する処理です。
例えば量子化した値が8段階なら、
000
001
010
...
111
のように3ビットで表せます。
科目Aでどう出る？
科目Aでは、標本化・量子化・符号化の説明を選ばせる問題が出ます。
判断するときは、処理の対象に注目します。
| キーワード | 処理 |
|---|---|
| 一定周期、一定時間ごと、サンプリング | 標本化 |
| 段階、近似、離散値 | 量子化 |
| 0と1、ビット列、2進数 | 符号化 |
例えば、
音の信号を一定の周期でアナログ値のまま切り出す
なら、
一定の周期
＋
アナログ値を取り出す
なので、標本化と判断します。
どんな場面で使う？
PCMは、音声などのアナログ信号をデジタルデータとして扱うときに使われます。
代表例は、デジタル音声です。
アナログ信号をそのまま保存するのではなく、標本化・量子化・符号化を通して、コンピュータが扱えるデジタルデータに変換します。
FE試験では、音声そのものの詳しい信号処理よりも、3段階の役割と順序を理解しておくことが重要です。
よくある誤解・混同
誤解1：標本化の時点で完全にデジタル値になる
標本化は、時間方向を離散化する処理です。
取り出した値の大きさを段階化するのは、次の量子化です。
時間を区切る
→ 標本化
値を区切る
→ 量子化
と分けて考えます。
誤解2：量子化と符号化は同じ
量子化は、値を決められた段階に近似する処理です。
符号化は、その段階値を0と1で表す処理です。
5.7 → 6
→ 量子化
6 → 110
→ 符号化
という違いです。
誤解3：逆量子化をデジタル化の最初に行う
逆量子化は、デジタル側の値から元のアナログ値に近づける側の処理です。
アナログ信号をデジタル化する基本の流れは、
標本化 → 量子化 → 符号化
です。
まとめ（試験直前用）
- PCMでは、標本化 → 量子化 → 符号化の順に処理する
- 標本化＝一定時間ごとに値を取り出す
- 量子化＝値を段階化する
- 符号化＝値を0と1で表す
- 「一定周期」「サンプリング」が出たら標本化を疑う
- 「段階」「近似」が出たら量子化を疑う
- 「ビット列」「2進数」が出たら符号化を疑う
👉 時間を区切る → 値を区切る → ビットにする