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とは？ |
そもそも「デジタル」とは何なのでしょう？ デジタル技術の最初のお話として、「デジタル」を取り上げます。 |
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自然界はアナログ 人間が何かを見るときには目から光を、 聴くときには耳から音を感じますが、そ れらはすべて「アナログ」の信号です。 アナログとは、「時間的、空間的に連続 したデータ」のことです。例えば、時間 もアナログです。時計では、7時5分30 秒の次は7時5分31秒ですが、1秒の間 に時間が存在しないわけではなく、時計 では表示されなくてもその1秒は連続的 に存在しているわけです。 このように自然界(世の中)はアナログで いっぱいなのですが、最近のデジカメや ケータイといったデジタル機器では、光 や音などのアナログデータはそのまま 扱わず、デジタルデータに変換してか ら処理します。 デジタルとは？ では、「デジタル」とは何なのでしょう？ デジタルとは、「時間的、空間的に連続 していないデータ」のことです。 デジタルとはどのようなものかイメージを 掴むために、次にグラフを使ってアナロ グとデジタルの違いについて考えていき ましょう。 デジタルとアナログの違いをグラフで表 すと、下図のようになります。 |
アナログとデジタルの違い
ピンクの曲線がアナログ、ブルーの棒グラフがデジタルを表しています。 アナログは滑らかであるのに対して、デ ジタルはカクカクしていて滑らかではあ りません。 横軸を「時間」と考えると･･･ もし、この図の横軸が時間を表している としたらどうでしょう？(右から左に時間 が進む) そうです。アナログは時間的に(横軸)、 連続なのに、デジタルは帯状になって いて、隣り合う帯と帯の間に段差が生 じている部分があります。 帯と帯の間に段差が生じる原因は、 アナログデータのデジタルへの変換を、 ある一定の時間間隔で行っていること にあります。 |
サンプル周期と量子化誤差 この「ある一定の時間間隔」のことを 「サンプル周期」といいます。 サンプル周期をより短くすれば、帯はど んどん細くなり、アナログに近づきます。 また、同じ横軸(時間)におけるアナログ とデジタルの縦軸の値にはズレがあり ます(例えば、横軸が7のときのアナロ グとデジタルの縦軸のズレ)。このズレ を量子化誤差といい、デジタルでデー タを保持するときの目の細かさに起因 します。 さきほどのグラフでは、デジタルでデー タを保持する縦軸の目の細かさが1で あるため、アナログの値が6.5ならデジ タルでは6、3.123なら3と差が生じてし まいます(この差が量子化誤差です)。 このようにデジタルデータは、アナログ データを元に人口的に作成するもので すが、「サンプル周期」の細かさと「量 子化誤差」によりオリジナルのアナログ に近づけられるかが決まります。 試してみよう！ 表計算ソフトを使えば、デジタルやアナ ログデータをパソコン上で再現できます。 実際に自分のパソコンで体感してみて はいかがでしょう？ |