ピクセルサンプリング・ラボ

サンプリングが遅すぎると、高周波の詳細が折り返され、見かけ上の低周波の動きやテクスチャになる。センサーは単純に詳細を線形に減らして見ているのではなく、間違った詳細を見ているのである。

波を忠実に捉えるには、1周期あたり2回より多く標本化する必要があります。この境界がナイキスト周波数で、サンプリング周波数 Fs の半分です。これを下回ると標本はどこかには落ちますが、もはや元の波を表しません。再構成された形は偽者です。ここで freq を Fs/2 より上げ、黄色の再構成が緑の元信号から離れていく様子を見てください。

人間の聴覚は約20 kHzまでなので、ナイキストの定理はサンプリング周波数を40 kHz超に要求します。ではなぜ中途半端な44,100なのでしょう。初期のデジタル音声はビデオテープに記録され、有効走査線1本あたり3標本、NTSCの245本×60フィールド、PALの294本×50フィールドがともにちょうど毎秒44,100標本になります。聴覚の限界がビデオ規格と出会い、その数字が定着したのです。