STカコモン言語聴覚士国家試験 過去問・解説

第28回 言語聴覚士国家試験 第41問

音響学第28回

第28回 言語聴覚士国家試験 第41問(音響学)の正答は 4 です。A/D変換では、連続的な音波を一定間隔で標本化(サンプリング)し、振幅を段階値に量子化する。

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問題
A/D変換のサンプリング周波数を低くしたときに低下するのはどれか。 a.量子化雑音 b.S/N比 c.時間分解能 d.分析可能な最高周波数 e.量子化ビット数 1. a,b 2. a,e 3. b,c 4. c,d 5. d,e

正答:4番

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この問題の正答率(STカコモン利用者の実データ)

初回正答率 26.3%難問

156人の初回解答から算出(2026年8月1日時点)

同じ利用者の2回目以降の解答は除外しています(再挑戦を含めると正答率は実力より高く出るため)。国家試験の公式発表値ではなく、STカコモンで実際に解かれた記録にもとづく数値です。

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解説
■ 正答:4番 — c・d

A/D変換では、連続的な音波を一定間隔で標本化(サンプリング)し、振幅を段階値に量子化する。サンプリング周波数を低くすると標本の時間間隔が広がるため時間分解能が下がり、ナイキスト定理により分析可能な最高周波数(サンプリング周波数の半分)も下がる。量子化に関する要素は量子化ビット数で決まり、サンプリング周波数とは独立である。


【各選択肢の解説】

a. 量子化雑音
❌ 量子化の段階の粗さ(量子化ビット数)で決まり、サンプリング周波数を下げても直接は増減しない。
b. S/N比
❌ 主に量子化ビット数に依存し、サンプリング周波数低下で直接低下する量ではない。
c. 時間分解能
✅ サンプリング間隔が広がるため低下する(=正答)。
d. 分析可能な最高周波数
✅ ナイキスト周波数=サンプリング周波数÷2が下がるため低下する(=正答)。
e. 量子化ビット数
❌ 量子化の分解能を表す独立のパラメータで、サンプリング周波数とは無関係。

したがって c・d が正答で、選択肢4となる。


【試験対策ポイント】

「サンプリング周波数=時間方向・最高周波数を決める」「量子化ビット数=振幅方向・S/N比や量子化雑音を決める」と二軸で整理する。標本化定理(ナイキスト定理)により、ある周波数まで正しく記録するにはその2倍以上のサンプリング周波数が必要で、これを下回ると折り返し雑音(エイリアシング)が生じる。音声分析では対象とする周波数帯域に応じてサンプリング周波数を選ぶ。

パラメータ影響する量
サンプリング周波数時間分解能・最高分析周波数
量子化ビット数S/N比・量子化雑音

CDの音声は44.1kHz・16ビットで記録され、人間の可聴域(約20Hz〜20kHz)をカバーするよう設計されている。

✍️ この解説の執筆・監修

現役の言語聴覚士(ST養成校教員)が、臨床・国家試験教育の経験と標準的な教科書・ガイドラインに基づいて執筆・監修しています。解説の下書きにはAIを活用し、人が確認・修正したうえで公開しています。

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