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第1章 第1節
情報のディジタル化のしくみ
4 音の表現
5 画像の表現
情報Cプレゼン用資料（座学12）
担当 早苗雅史
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４ 音の表現
１ 音は空気の振動である
 波・・・ある１点で起こった振動が伝わる現象
 音は空気の振動が連続的に伝わるアナログ量
 周波数・・・１秒間に空気が振動する回数
単位ヘルツ（Hz）
 人間が聞くことができる周波数・・・20Hz～20.000Hz
振幅
時間
2
周期
４ 音の表現
２ 音をディジタル情報にする
 標本値に分ける
段階の数 → レベル（量子化）数
 サンプリング（標本化）
 量子化，量子化誤差
 サンプリング周期
・・・サンプリングの時間間隔
サンプリング（標本化）周波数
・・・１秒間のサンプリング数
3
４ 音の表現
等間隔でない量子化
振幅
時間
4
４ 音の表現
波形のディジタル化
振幅
もとの波形
レ
ベ
ル
数
量子化誤差
ディジタル化
による波形
サンプリング周期
時間
5
４ 音の表現
３ 音質とデータの大きさ（問１）
 量子化のレベル数の増加
⇒忠実なサンプリング
データ量の増加
 サンプリング周波数
≒もっとも高い周波数の2倍
音質の例
サンプリング
周波数
レベル数
チャンネル数
電話
11025（Hz）
8（bit）
モノラル
ラジオ
22050（Hz）
8（bit）
モノラル
CD
44100（Hz）
16（bit）
ステレオ
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４ 音の表現
CDの持つ情報量
CDの音質
サンプリング周波数＝44.1ｋ
16bit
Hｚ
=65536段階
レベル数＝16ビット
ステレオ（２チャンネル）
44100等分
1秒
① 1回の標本化で必要な情報量
16（bit）×2（チャンネル）＝32（bit）＝4（B）
② 1秒間の標本化で必要な情報量
4（B）×44100（回）＝176400（B）≒172（KB）
③ 1時間の標本化で必要な情報量
176400×60×60＝635040000（B）≒606（MB）
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問２
コンパクトディスクと電話の音のディジタル化について，
それぞれ，1秒あたり何キロバイトのデータになるか計
算せよ。
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問３
650MBのCDに，ラジオの番組を1日15分，サンプリン
グ周波数22050HZ，量子化レベル数8ビット，モノラル
でディジタル録音する場合，何日分の番組を録音でき
るか。
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５ 画像の表現
１ 光は波である
 光は波
 光の3原色
 ディジタル画像
ピクセル（画素）
 色の原理
光の３原色・・・ディスプレイ
色の３原色・・・プリンタ
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５ 画像の表現
光の３原色
 光の3原色
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
 加法混色
 色数＝８ビット×３色
 ２４ビットカラー
（フルカラー）
２８×２８×２８
＝１６７７万色
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５ 画像の表現
色の３原色
 色の3原色
C（シアン），M（マゼンタ），Y（イエロー）
＋K（黒）
 減法混色
 プリンタ，印刷機
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５ 画像の表現
２ ディジタル画像は点の集まり
 ディジタル画像
ピクセル（画素）
 解像度
ディスプレイ
・・・総画素数＝横の画素数×縦の画素数
プリンタ，スキャナ
・・・1インチに入る画素数（dpi）
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問４
400dpiのプリンタを使ってはがき（10cm×15cm）いっ
ぱいに画像を印刷する場合，全部で何ドットの印刷を
行うことになるか。ただし，1インチ=2.5cmとして計算
せよ。
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５ 画像の表現
（参照） 解像度による画像の違い
解像度
8×8
解像度
16×16
解像度
32×32
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５ 画像の表現
階調
 階調
画素の一番明るい状態から一番くらい状態までを，
何段階に分けるか
 1つの画素に各色
 1ビット・・・2階調（=21）
 2ビット・・・4階調（=22）
 8ビット・・・256階調（=28）
 RGB3色に8ビット（256階調）
⇒ 24ビット＝224 ＝1677216≒1670万色
フルカラー
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画素に割り当てられる
ビット数と色数の関係
５ 画像の表現
画像の名称
1画素
あたりの
ビット数
1画素の
状態
2値
1
2階調
グレースケール
8
256階調
白から黒までの256段階
8色カラー
3
8色
ＲＧＢに各1ビット割当て
フルカラー
24
約1670万色 ＲＧＢに各8ビット割当て
8
フルカラーから256色選
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ぶ
256色カラー
256色
備考
白と黒
５ 画像の表現
（参照） 色数の違い
16色
256色
フルカラー
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５ 画像の表現
３ 画質とデータの大きさ
 解像度，dpi
画像がどれくらい細かく現されているか
1インチあたりのピクセル数
 画像の取り込み
イメージスキャナ，ディジタルカメラ
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５ 画像の表現
４ 静止画と動画
 フレーム
ぱらぱらめくり（残像現象）
1秒間に30枚（フレームレート，fps）
 キーフレ－ム，インビトゥイーン
 データの圧縮･･･AVIファイル，MOVファイル
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問５
解像度が1024×768ドットのフルカラー静止画を，
30fpsの割合で3分間表示する動画を作成すると，そ
の情報量は何GBになるか。
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問６
解像度が640×480ドットのフルカラー画質で，動画を
ディジタルで4.7GBのDVDに録画する場合，何分間
録画できるか。ただし，フレームレートを30fpsとし，動
画データを作成する場合にデータ量を10分の1に圧縮
するものとする。
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５ 画像の表現
５ 立体画像
 ３次元グラフィックス（３DCG）
 視差
視点の角度の差
 両目の視差を利用
→ 擬似的な立体空間の作成
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