スカラー量子化（すからーりょうしきか）
最終更新：2026/4/28
スカラー量子化は、連続値を持つ信号を、あらかじめ定められた離散的な値に近似するデータ圧縮技術である。
別名・同義語 量子化量子化処理
ポイント
音声や画像などのデータ圧縮に用いられ、データ量を削減する一方で、量子化誤差による品質劣化を伴うことがある。
スカラー量子化とは
スカラー量子化は、信号処理やデータ圧縮において基本的な手法の一つです。連続的なアナログ信号や、広い範囲の値を持つデジタル信号を、限られた数の離散的な値（量子化レベル）で表現することで、データ量を削減します。このプロセスは、信号の振幅を一定間隔の区間に分割し、各区間を代表する値で近似することによって行われます。
量子化の仕組み
スカラー量子化の基本的な流れは以下の通りです。
- 量子化区間の設定: 入力信号の範囲を、等間隔または非等間隔の複数の区間に分割します。これらの区間を量子化区間と呼びます。
- 代表値の決定: 各量子化区間に対して、その区間を代表する値を決定します。この代表値が量子化レベルとなります。
- 量子化: 入力信号の値がどの量子化区間に含まれるかを判定し、その区間を代表する量子化レベルで置き換えます。
量子化誤差
スカラー量子化は、データ量を削減できる一方で、量子化誤差と呼ばれる誤差を生じさせます。量子化誤差は、元の信号の値と、量子化された信号の値との差として定義されます。量子化誤差は、量子化区間の幅が狭いほど小さくなりますが、量子化レベルの数が増加し、データ量削減の効果が減少します。逆に、量子化区間の幅が広いほど、量子化誤差は大きくなりますが、量子化レベルの数が減少し、データ量削減の効果が増加します。
スカラー量子化の応用例
スカラー量子化は、様々な分野で応用されています。