什麼是取樣頻率意思
取樣頻率只能用於週期性取樣的取樣器,對於非週期性取樣的取樣器沒有規則限制。那麼你對取樣頻率瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是取樣頻率的內容,希望大家喜歡!
什麼是取樣頻率
取樣頻率,也稱為取樣速度或者取樣率,定義了每秒從連續訊號中提取並組成離散訊號的取樣個數,它用赫茲***Hz***來表示。取樣頻率的倒數是取樣週期或者叫作取樣時間,它是取樣之間的時間間隔。通俗的講取樣頻率是指計算機每秒鐘採集多少個訊號樣本。
連續訊號在時間***或空間***上以某種方式變化著,而取樣過程則是在時間***或空間***上,以T為單位間隔來測量連續訊號的值。T稱為取樣間隔。在實際中,如果訊號是時間的函式,通常他們的取樣間隔都很小,一般在毫秒、微秒的量級。取樣過程產生一系列的數字,稱為樣本。樣本代表了原來的訊號。每一個樣本都對應著測量這一樣本的特定時間點,而取樣間隔的倒數,1/T即為取樣頻率,fs,其單位為樣本/秒,即赫茲***hertz***。
取樣頻率只能用於週期性取樣的取樣器,對於非週期性取樣的取樣器沒有規則限制。
取樣頻率的常用的表示符號是fs。
通俗的講取樣頻率是指計算機每秒鐘採集多少個訊號樣本,比如聲音訊號,此時取樣頻率可以是描述聲音檔案的音質、音調,衡量音效卡、聲音檔案的質量標準。取樣頻率越高,即取樣的間隔時間越短,則在單位時間內計算機得到的樣本資料就越多,對訊號波形的表示也越精確。取樣頻率與原始訊號頻率之間有一定的關係,根據奈奎斯特理論,只有取樣頻率高於原始訊號最高頻率的兩倍時,才能把數字訊號表示的訊號還原成為原來訊號。在數字音訊領域,常用的取樣率有:
8000Hz 電話所用取樣率,對於人的說話已經足夠
11025Hz 獲得的聲音稱為電話音質,基本上能讓你分辨出通話人的聲音
22050Hz 無線電廣播所用取樣率,廣播音質
32000Hz miniDV數碼視訊camcorder、DAT***LPmode***所用取樣率
44100Hz 音訊CD,也常用於MPEG-1音訊***VCD,SVCD,MP3***所用取樣率
47250Hz NipponColumbia***Denon***開發的世界上第一個商用PCM錄音機所用取樣率
48000Hz miniDV、數字電視、DVD、DAT、電影和專業音訊所用的數字聲音所用取樣率
50000Hz 二十世紀七十年代後期出現的3M和Soundstream開發的第一款商用數字錄音機所用取樣率
50400Hz 三菱X-80數字錄音機所用所用取樣率
96000或192000Hz DVD-Audio、一些LPCMDVD音軌、BD-ROM***藍光碟***音軌、和HD-DVD***高清晰度DVD***音軌所用所用取樣率
28224MHz SACD、索尼和飛利浦聯合開發的稱為DirectStreamDigital的1位sigma-deltamodulation過程所用取樣率
總之當前音效卡常用的取樣頻率一般為44.1KHz***每秒採集聲音樣本44.1千次***11KHz、22KHz、和48KHz。取樣頻率越高,獲得的聲音檔案質量越好,佔用儲存空間也就越大。一首CD音質的歌曲會佔去45M左右的儲存空間。
取樣定理
所謂取樣定理,又稱夏農取樣定理,奈奎斯特取樣定理,是資訊理論,特別是通訊與訊號處理學科中的一個重要基本結論。
取樣是將一個訊號***即時間或空間上的連續函式***轉換成一個數值序列***即時間或空間上的離散函式***。取樣定理指出,如果訊號是帶限的,並且取樣頻率高於訊號頻寬的兩倍,那麼,原來的連續訊號可以從取樣樣本中完全重建出來。
帶限訊號變換的快慢受到它的最高頻率分量的限制,也就是說它的離散時刻取樣表現訊號細節的能力是有限的。
取樣定理是指,如果訊號頻寬不到取樣頻率的一半***即奈奎斯特頻率***,那麼此時這些離散的取樣點能夠完全表示原訊號。高於或處於奈奎斯特頻率的頻率分量會導致混疊現象。大多數應用都要求避免混疊,混疊問題的嚴重程度與這些混疊頻率分量的相對強度有關。
取樣頻率必須大於被取樣訊號頻寬的兩倍,另外一種等同的說法是奈奎斯特定律必須大於被取樣訊號的頻寬。如果訊號的頻寬是100Hz,那麼為了避免混疊現象取樣頻率必須大於200Hz。換句話說就是取樣頻率必須至少是訊號中最大頻率分量頻率的兩倍,否則就不能從訊號取樣中恢復原始訊號。
在模擬視訊系統中,取樣率定義為幀頻和場頻,而不是概念上的畫素時鐘。影象取樣頻率是感測器積分週期的迴圈速度。由於積分週期遠遠小於重複所需時間,取樣頻率可能與取樣時間的倒數不同。
50 Hz - PAL 視訊
60 / 1.001 Hz - NTSC 視訊
當模擬視訊轉換為數字視訊的時候,出現另外一種不同的取樣過程,這次是使用畫素頻率。一些常見的畫素取樣率有:
13.5 MHz - CCIR 601、D1 video
高頻 luminance 成分的混淆現象作為摩爾紋出現。
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