冗長性から見た情報技術 の商品レビュー

青木直史【著】

2022/10/22

図書館で借りた。
コンピュータサイエンスで修士号を取得し、データを冗長化する製品を開発するメーカーに従事していた私としては、見逃せないタイトルだった。

読んでみた評価としては、少し肩透かしを喰らった印象。
悪くはないが、ブルーバックスの中でも、専門性は薄く、「大学のセンセイが、情報技術に関して本にしてみました」といったもので、タイトルにするほど冗長性に特化していないと思いました。

また、情報量やエントロピーの定義式に対して「定義はこうです。例題は～」と、あっさりしており、私が生徒なら「この定義式は何だろう？何でこんな式を考えなくちゃいけないんだ？」と思います。
定義の意味をもう少し掘っても良かったのではないかと思いました。

専門外の方が「情報技術ってどんなもの～？」に対する本としてはお勧めできます。

2018/11/05

「冗長性を削り取る」「冗長性をつけ加える」「冗長性に意味を持たせる」の３つの視点から情報技術に係るはば広い（ＤＮＡなんかも登場）トピックスを解説する。身近な技術でも意外とちゃんと知らないこともあって勉強になった。

・情報量＝確率に基づいた「情報の衝撃度」
・データ量＝情報を表現するための符号の数
両方とも単位はbit。→概念の違いは分かるような分からんような。

・アスキーコード
文字に2進数を割り当てている。アルファベットや数字だけの体系なら8bitで2の8乗＝256種類の記号を表現。これが1byte。
日本語の場合は2byteのJISコードを使う。2の16乗で65536文字。

・エントロピー
情報量の期待値。確率に偏りがあって特定のパターンが出現しやすいとエントロピーは低下する。例えばアルファベット26文字が均等に出現すると仮定すればエントロピーは4.7bit。しかし実際の英文テキストでの登場頻度により計算すると4.2bitになる。
こうした偏りを利用し、出現頻度の高い文字に短い符号、出現頻度の低い文字に長い符号を割り当ててデータ量を圧縮できる。ハフマン符号。

○デジタルデータへの変換＝サンプリング
・標本化
標本化周期で情報を読み取る。周期の逆数である標本化周波数でふつう表され単位Ｈｚ。読み取りの周期が短い＝周波数が大きいほうが当然データの精度は高まる。よって、ＡＭラジオとＦＭラジオを比べると、周波数の大きいＦＭのほうが音質が良い。
どんな波形であっても様々なサイン波の組み合わせで表せる「重ね合わせの原理」。含まれるサイン波のうちもっとも周波数の高いものの2倍の周波数があればＯＫ。これが標本化定理。→丁寧な解説はなし。よくわからん。
・量子化
標本化が時間を離散化するのに対し、量子化は振幅を離散化する。量子化精度の単位はbit。2のbit数乗だけのデータのステップ数が作られる。8bitであれば256段階、16bitならば65,536段階。このように離散化してデータを記録するためノイズ・マージンができて、ノイズが生じにくくなる。

音楽用ＣＤデータ量はは44.1kHz、16bit×２チャンネルで７４分＝783,216,000byte
電話は8kHz、8bit

画像はピクセル数×一般画像なら30fps（秒あたりフレーム数）×一般画像なら8bit×3色×時間。膨大なデータ量になるのでＤＶＤに記録する際は圧縮が必須。

・ランレングス圧縮
可逆圧縮。頻出するデータ列をより短いデータに置き換えて圧縮する。

・非可逆圧縮
-たとえばランレングス圧縮での圧縮率が高くなるようにデータを微妙に整形してからランレングス圧縮をかける。
-フーリエ変換：波形から周波数特性（サイン波の配合比率）を求める。よく分からんがデータはとにかく少なくなる。大学数学では重要。
-音声データの圧縮法ＭＰ３。人間の最小可聴域やマスキング効果を利用して周波数を削り取る。1/10程度に圧縮できる。
-画像データの圧縮法、静止画のＪＰＥＧ、動画のＭＰＥＧ。差分を利用できるＭＰＥＧのほうが圧縮率が高い（1/10対1/100）。

・ＩＰアドレス
ネット上のコンピューターには、4byte＝32bitのアドレスが割り振られる。4byteの内訳はＬＡＮ単位で振られるネットワークアドレスとコンピューター単位のホストアドレスに分かれていて、ネットワークアドレスに何byte割くかでクラスＡからＣに分かれる。規模の大きいＬＡＮはホストアドレスが多くあったほうが良い。このＩＰアドレスを人間に分かりやすく変換したのがＵＲＬ。→短縮ＵＲＬって屋上屋みたいなもの？

ほかに、チェックサム用のデータや誤り訂正用の符号（たてよこクロスでチェックする）をパケットに付加したり、カバーデータをカモフラージュにして秘密の暗号を伝えるステガノグラフィや、電子透かしなどが解説される。

2018/10/28

情報の冗長性
情報の表現
マルチメディア
情報の圧縮
インターネット
情報の誤り訂正
ステガノグラフィ
電子透かし
情報の互換性
感覚の隙間
生体の冗長性
情報の多義性

著者：青木直史(1972-、札幌市、情報科学)

2015/12/25

情報圧縮は、情報の冗長性を削り取ること。正しく送るためにあえて冗長な情報を付け加えることもある。冗長性という視点で情報科学を解説する。

2015/09/26

デジタル情報の基本的なことから、コピーコントロールCDのしくみやDNAについてなどの実際が広く説明されていて、分かりやすかった。

2011/11/18

　冗長性はただの無駄ではない。「冗長性を削り取る」圧縮技術，「冗長性を付け加える」誤り訂正技術，「冗長性に意味を持たせる」情報ハイディング・ステガノグラフィについて分かりやすく解説。
　圧縮には可逆と非可逆がある。音声や画像の非可逆圧縮では，人間の聴覚・視覚の特性を利用して，知覚されにくい部分のデータを端折ってサイズを大幅に減らす。動画の圧縮では，近接フレームで画像の差分が少ないことを活かして1/100くらいに圧縮できる。
　ステガノグラフィという言葉は初めて聞いた。暗号とは違って，メッセージの存在自体を隠してしまう。伝令の頭皮に字を書きこんで伸びるまで待って派遣するとか，ピリオドの中に微細な文字を埋め込んでおくマイクロドットとかがその例。カモフラージュとなる表面的な情報に，秘密のメッセージを紛れ込ませ，第三者に気付かれずにやり取りすることもステガノグラフィの一種。画像データなどの冗長部分にメッセージを埋め込む。背中を「覆い隠す」板をもつステゴサウルスはステガノグラフィと同語源。

2012/10/07

符号化や通信に関する情報技術を、一般の人むけに分かりやすく説明する本。「分かりやすい説明」を謳った書物で、本当に分かりやすいことってめったに無いけれど、本書は本当に分かりやすかったので凄いと思った。日常生活と馴染みの深い事例やアナロジーが、ありえないペースで次々と登場し、著者の専門家としての懐の深さを感じた。

2011/09/23

情報科学系の話に触れたくて購入。

理工学系の話が好きだけど情報の専門家でない人が要素技術をさらっと知るのには役立ちそうな本でした。
冗長性という切り口に興味があれば、情報系の人も面白く読めるかもしれないです。

著者の得意な音声信号系はそれなり詳しく技術要素まで踏み込んでいるんですが、画像なんかは割と一般的な話をさらっと書いた程度だったのがちょっと残念です。
でもまぁ情報に偏りもあるようにも読めますが、冗長性という切り口で見ているので妥当かもしれないですね。

大学を思い出しました。
やる気があってちょっと頑張ってた自分戻って来い！＼(^o^)／

2011/07/08

誤り訂正の技術について興味があり読んでみたが、本当にサワリ程度。ブルーバックスの本は技術自体の説明と技術をやさしく概観だけでも伝える事のバランスが難しいが、本書は完全に後者より。
そんな事言うなら教科書読めって話ですが、ブルーバックスには頑張って欲しいので。

2011/06/22

冗長性をキーワードに情報技術を切るという視点は面白い。広く浅くということで全体的に物足りなさが残るが、聴覚のマスキング効果を利用したMP3の非可逆圧縮や、テレビのNTSC方式で白黒からカラーへ、下位互換性を保ちつつ実現した話はよく知らなかった。