音声波形（アナログ信号）を５０Hzでサンプリング

質問

某大学生の友人から下記の問題がわからないと相談されました。
しかしさっぱりわかりませんので、最後の手段としてこのサイトを利用させて頂きます。よろしくお願い致します。

以下の音声波形（アナログ信号）を５０Hzでサンプリング（標本化）して、音素記号による符号化（ディジタル信号化）を行った結果がつぎである。
hhaaaaaaaiii waaaclkkaaaarriiiii mmmaaaaashiiittaaaaaa
（１）これを２５Hzでサンプリングしたときの符号化の結果を説明と共に示せ。ただし、二つの音素記号の繋がりは後者の音素記号により符号化されるとする。

（２）同様に、１２．５Hzでサンプリングしたときの符号化の結果を説明と共に示せ。 併せて、符号化された記号列を平仮名で明示せよ。ただし、同一音素の繋がりは一つの平仮名で代表する。

回答No.3

noname#65504

出題の意図がわからないとたしかにちんぷんかんぷんですね。
この問題は物理の問題というよりもなぞなぞでしょう。ちょっと懐かしい感じがしますね。昔タモリの「笑っていいとも」で似たようなクイズがよくされていましたね。

なぞなぞの答えは既に出ていますが、もう少しヒントを。
これは２つの種類の問題を組み合わせた問題です。

１つは技術用語のサンプリング周波数とは何かを問う問題です。
２つめは暗号解読とかなぞなぞなどとしての問題です（これは中学生レベルでも解ける問題ですね）。

つまり簡単な暗号解読・なぞなぞを解くヒントを技術用語で与えて、技術用語の意味を聴いている問題です。問題をわかりづらくするためにさらに技術用語をちりばめています。
専門用語を使わないで出題されれば、そんなに難しい問題ではないですね。専門用語に惑わされないでください。

ただ出題の題意はサンプリングとは何かということにありますので、専門用語を考えなければならないのではサンプリングとは何かです。

サンプリングの意味を考えればどう解くかということがわかります。
逆に言うとサンプリングという専門用語を理解しているかを調べる問題になぞなぞを利用しただけのものです。

もう１つの問題であるなぞなぞを解くのに必要な知識としては、日本語のローマ字表記の仕方の知識（小学校で習いますね）があれば解けます。

回答No.2

joshua01

こんにちは。
おもしろい設問ですね。他の方のご指摘のとおり、レポートの丸投げはいけないのですが、そもそも出題趣旨が理解しにくそうなので、次のようなアドバイスではいかがでしょう。

　この設問は、きっと、「デジタル化」や「サンプリング」に対して技術的にの素人や専門外の方に出題されたものでしょう。（そうでなければ音声認識の高度な専門家への入門者向けかも）

　まず、一般的には、「音声のサンプリング」は音の元である空気の圧力の揺らぎ（またはマイクでそれを検出して得られた電圧）を、何度も何度も繰り返し測定（数値化）することを指します。
　人間に良く聞こえる「音」は1秒に数千回（数千ヘルツ）の圧力の変動であり、通常は測定を数千回～数万回行って初めてもとの形に近くなりますので、今回のように、1秒に50回ではとても不十分ですね。
　ただし、「サンプリング」は、技術界に限っても、本来は何かの一部だけ（特定の瞬間など）を検知する広い範囲の概念なので、今回の出題は電圧や気圧ではなく、「音素」（声の音節）を測定しているものとの出題でしょう。

　人間の声の「はー」は、長く声を出していると「あー」になってしまいます。いわば「haaa」（「ふ」「あ」「あ」）と言っている状態でしょう。
　今回の課題は、この、「は」を、「ふ」「あ」「あ」という、音を細かく分解（音節化）して検出する作業を「サンプリング」と呼ぶことにして、1秒に50回という圧力測定に比べればかなりゆっくりした速度で分解してみようとした思考実験ですね。
（実際の音声認識でも、圧力（電圧）の測定は毎秒数万回行いますが、その後に行われる「音節抽出」は1秒に数十回～数百回なので、いわば、音節サンプリングが50Hzというのも非常識ではないでしょう）

・・・で、今回の課題は、音節サンプリングの回数を減らすとどう聞こえるか・・というもの。サンプリングを減らせば何かが犠牲になるだろうというのは推定できますよね。これは結果を「ひらがな」で書きなおしてみるとよくわかる・・・という問題です。

レポートのお手伝いをあまりするべきではないのですが、技術の世界により深く興味と理解をもっていただく上でお役に立てば幸いです。

回答No.1

tatsumi01

問題丸投げは禁止事項で削除されます。bunchonobuntasan さん、あるいは某大学生さんがどこまで考えたかを示して、その先の不明点を質問して下さい。

ところで、この質問わけがわからない質問ですね。大学のレポートだったとしたら、出題した先生の学識を疑います。
（Ａ）音声信号を５０Ｈｚで標本化するなんて、正気の沙汰とは思えない。ましてや、２５Ｈｚや１２．５Ｈｚの標本化なんて全く意味がない。
（Ｂ）標本化された信号を符号化したのち、平仮名に直すなんて、信号処理上では全く意味がない。ローマ字の勉強だったら小学校でやる事項だ。

判ったかね？　→　はあい、わかりました