Sampling (signal processing)

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標本化

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/10/26 07:45 UTC 版)

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信号の標本化例。連続信号が緑色の線、サンプリングした離散信号が青色の縦線。

標本化（ひょうほんか）またはサンプリング（英: sampling）とは、連続信号を一定の間隔をおいて測定することにより、離散信号として収集することである。アナログ信号をデジタルデータとして扱う（デジタイズ）場合には、標本化と量子化が必要になる。標本化によって得られたそれぞれの値を標本値（ひょうほんち）という。パルス符号変調などで用いられる。

連続信号に周期${\displaystyle T}$のインパルス列を掛けることにより、標本値の列を得ることができる。この場合において、周期の逆数${\displaystyle 1/T}$をサンプリング周波数（標本化周波数）といい、一般に${\displaystyle f_{s}}$で表す。

周波数帯域幅が${\displaystyle f_{s}}$未満に制限された信号は、${\displaystyle f_{s}}$の2倍以上の標本化周波数で標本化すれば、それで得られた標本値の列から元の信号が一意に復元ができる。これを標本化定理という。

数学的には、標本化されたデータは元信号の連続関数${\displaystyle f(t)}$とくし型関数${\displaystyle comb(f_{s}t)}$の積になる（${\displaystyle f_{s}}$はサンプリング周波数）。 これをフーリエ変換すると、スペクトルは元信号のスペクトル${\displaystyle F(\omega )}$が周期${\displaystyle f_{s}}$で繰り返したものになる。 このとき、間隔${\displaystyle f_{s}}$が${\displaystyle F(\omega )}$の帯域幅より小さいと、ある山と隣りの山が重なり合い、スペクトルに誤差を生ずることになる（折り返し雑音）。

関連項目

• 量子化 - 量子化誤差
• ナイキスト周波数
• 標本化定理

表 話 編 歴 デジタル信号処理
理論	信号検出理論（英語版） 離散信号 信号検定（英語版） 標本化定理
サブフィールド	音響信号処理 デジタル画像処理 音声処理 統計的信号処理（英語版）
テクニック	双一次変換 離散フーリエ変換（DFT） 離散時間フーリエ変換（DTFT） Z変換 ザック変換（英語版）
標本化	折り返し雑音 ナイキスト周波数 量子化 サンプリング周波数