サンプリング周波数について

サンプリング周波数はなぜＨｚで表すのですか？サンプリング周波数は、「アナログ信号をデジタル信号に変換する際、1秒間に何回データをサンプリングするか」ということを表したものですよね。しかしなぜそれが音の高さを表すことにつながるのでしょうか。
　例えばＣＤ相当の音質だとサンプリング周波数は44.1ｋＨｚになり、1秒間に４４１００回サンプリングするということになります。しかしそれがなぜ44.1ｋＨｚという音の高さになるのでしょうか。
　たくさんサンプリングすればするほど音が高くなるということの意味がが分かりません。
　本やネットで調べてもはっきりした答えはありませんでした。どなたか分かる方教えていただけないでしょうか？

No.3 ベストアンサー 回答者： nora-sky 回答日時： 2016/12/26 10:20

以下を読んで理解してください。

・Hzは周波数を表す単位でしかありません。
・音声データは「サンプリング周波数」、電圧の分解能を示す「ビット数」でデジタル化することができます。
・理論上サンプリング周波数の1/2が再現できる音の最高周波数になります(44.1Khzのサンプリング周波数は人の視聴上限(20KHz)を元に算出・定義されたはず)。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。『理論上サンプリング周波数の1/2が再現できる音の最高周波数になります』とありましたが、つまり「サンプリング回数」と「再現できる音の最高周波数」にはそういう関係があった訳ですね。ということは１９２kHzのハイレゾ音源だと、再現する周波数が９６kHzで、それをサンプリングするためには１９２０００回のサンプリングが必要ってことになる訳ですね。分かりました。ありがとうございました。

お礼日時：2016/12/26 21:19

No.4 回答者： Tacosan 回答日時： 2016/12/28 13:33

誤解させるかもしれんけど, 「サンプリング周波数の回数を表すヘルツと音の高さを表すヘルツが別物」というのはちょっと変な気がする.

「音の高さ」というのは音波の周波数で決まるわけだから, 「音の高さを表す」の部分は「音波の周波数を表す」と言い換えていい. つまりどちらも「周波数」という＊同じもの＊を表しているわけだから同じ単位を使うことは全然おかしくない. ちなみに「ヘルツ」は「周期的な現象」に対して使うことになっているので, 放射能の強さを表すときには Bq という「次元は同じだけど別の名称」の単位を使うことになっている.

ところで, 例えば「波長 500 nm の緑色の光」のように可視光の色を表すのに長さの単位を使うことがあるんだけど, あなたは「長さを表すメートルと可視光の色を表すメートル」を別物と考えますか?

この回答へのお礼

お礼が遅くなってすみません。表現の仕方が良くなかったですね。確かに別物と言ったら全く関係が無くなってしまいそうですし、実際全く関係ないわけではないのですから。「ヘルツ」が「周期的な現象」に対して使うものなら、別の現象に対しても当てはまるものなのでしょうか。私としてはＮｏ．３の方が書いて下さったように、『理論上サンプリング周波数の1/2が再現できる音の最高周波数になります』という理解が一番しっくりくるのですが。最後の逆質問はよく分かりません。光も音波と同じで、なおかつサンプリング周波数と音の高さとに相関があるのなら、「長さを表すメートルと可視光の色を表すメートル」は同じものなのかもしれません。ちょっと頭が混乱してきました(汗)
色々お答えいただいてありがとうございました。

お礼日時：2016/12/29 18:34

No.2 回答者： 情弱 回答日時： 2016/12/26 01:14

補足で解説しますが、Hzとはあくまでも「単位」のことであり、サンプリング周波数で使われるHzは「回数」、音の高低を表わす単位であるHzは、「音波」の単位です。

お分かりいただけましたでしょうか？

この回答へのお礼

ありがとうございます。サンプリング周波数の回数を表すヘルツと音の高さを表すヘルツが別物だったとは・・・目から鱗が落ちた気分です。ありがとうございました。

お礼日時：2016/12/26 21:23

No.1 回答者： 情弱 回答日時： 2016/12/26 00:50

サンプリング周波数が大きくなると音が高くなると言うのは、ちょっと認識が違います。

サンプリング周波数と言うのは質問者様がおっしゃるように、アナログ信号をデジタル信号に変換する「回数」です。
当然、この回数が多ければ多いほど高音質なのですが、それは何故かと言うと、小さいサンプリング周波数では、アナログ信号デジタル信号に変換する回数が限られているため、極力耳に聞こえやすい可聴域にデータが圧縮されます。
一方、サンプリング周波数が高くなると、データは重くなりますが、低いサンプリング周波数で削られていた音声が収録できるわけです。

本題に戻りますが、サンプリング周波数で使われるヘルツというのはあくまでも「回数」のことを指しているのであり、音の高さや低さを表すヘルツとは、そもそもの基準が違うのです。

質問者様が疑問に思われるのももっともだと思います。
どちらも同じHzで表わすのは、紛らわしいですからね。

この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます。なるほど、Ｈｚは単なる単位でこの場合「回数」を訳なのですね。つまり回数を増やすことでデータの再現性を高めることができるから、結果として、聞き取りにくい高音域までデータ化することができる、ということになるわけですよね。ということはアナログ音源を１秒間に４４１００回サンプリングをすると44.1ｋＨｚ÷２の約２０kHzの高音域までデジタルデータ化できるということですよね。やはり「回数」と「デジタルデータ化できる音域の高さ」には相関があるような気がするのですが・・・

お礼日時：2016/12/26 21:11