什么是采样频率 采样频率是什么
采样频率只能用于周期性采样的采样器,对于非周期性采样的采样器没有规则限制。那么你对采样频率了解多少呢?以下是由小编整理关于什么是采样频率的内容,希望大家喜欢!
什么是采样频率
采样频率,也称为采样速度或者采样率,定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。采样频率的倒数是采样周期或者叫作采样时间,它是采样之间的时间间隔。通俗的讲采样频率是指计算机每秒钟采集多少个信号样本。
连续信号在时间(或空间)上以某种方式变化着,而采样过程则是在时间(或空间)上,以T为单位间隔来测量连续信号的值。T称为采样间隔。在实际中,如果信号是时间的函数,通常他们的采样间隔都很小,一般在毫秒、微秒的量级。采样过程产生一系列的数字,称为样本。样本代表了原来的信号。每一个样本都对应着测量这一样本的特定时间点,而采样间隔的倒数,1/T即为采样频率,fs,其单位为样本/秒,即赫兹(hertz)。
采样频率只能用于周期性采样的采样器,对于非周期性采样的采样器没有规则限制。
采样频率的常用的表示符号是fs。
通俗的讲采样频率是指计算机每秒钟采集多少个信号样本,比如声音信号,此时采样频率可以是描述声音文件的音质、音调,衡量声卡、声音文件的质量标准。采样频率越高,即采样的间隔时间越短,则在单位时间内计算机得到的样本数据就越多,对信号波形的表示也越精确。采样频率与原始信号频率之间有一定的关系,根据奈奎斯特理论,只有采样频率高于原始信号最高频率的两倍时,才能把数字信号表示的信号还原成为原来信号。在数字音频领域,常用的采样率有:
8000Hz 电话所用采样率,对于人的说话已经足够
11025Hz 获得的声音称为电话音质,基本上能让你分辨出通话人的声音
22050Hz 无线电广播所用采样率,广播音质
32000Hz miniDV数码视频camcorder、DAT(LPmode)所用采样率
44100Hz 音频CD,也常用于MPEG-1音频(VCD,SVCD,MP3)所用采样率
47250Hz NipponColumbia(Denon)开发的世界上第一个商用PCM录音机所用采样率
48000Hz miniDV、数字电视、DVD、DAT、电影和专业音频所用的数字声音所用采样率
50000Hz 二十世纪七十年代后期出现的3M和Soundstream开发的第一款商用数字录音机所用采样率
50400Hz 三菱X-80数字录音机所用所用采样率
96000或192000Hz DVD-Audio、一些LPCMDVD音轨、BD-ROM(蓝光盘)音轨、和HD-DVD(高清晰度DVD)音轨所用所用采样率
28224MHz SACD、索尼和飞利浦联合开发的称为DirectStreamDigital的1位sigma-deltamodulation过程所用采样率
总之当前声卡常用的采样频率一般为44.1KHz(每秒采集声音样本44.1千次)11KHz、22KHz、和48KHz。采样频率越高,获得的声音文件质量越好,占用存储空间也就越大。一首CD音质的歌曲会占去45M左右的存储空间。
采样定理
所谓采样定理,又称香农采样定理,奈奎斯特采样定理,是信息论,特别是通讯与信号处理学科中的一个重要基本结论。
采样是将一个信号(即时间或空间上的连续函数)转换成一个数值序列(即时间或空间上的离散函数)。采样定理指出,如果信号是带限的,并且采样频率高于信号带宽的两倍,那么,原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。
带限信号变换的快慢受到它的最高频率分量的限制,也就是说它的离散时刻采样表现信号细节的能力是有限的。
采样定理是指,如果信号带宽不到采样频率的一半(即奈奎斯特频率),那么此时这些离散的采样点能够完全表示原信号。高于或处于奈奎斯特频率的频率分量会导致混叠现象。大多数应用都要求避免混叠,混叠问题的严重程度与这些混叠频率分量的相对强度有关。
采样频率必须大于被采样信号带宽的两倍,另外一种等同的说法是奈奎斯特定律必须大于被采样信号的带宽。如果信号的带宽是100Hz,那么为了避免混叠现象采样频率必须大于200Hz。换句话说就是采样频率必须至少是信号中最大频率分量频率的两倍,否则就不能从信号采样中恢复原始信号。
在模拟视频系统中,采样率定义为帧频和场频,而不是概念上的像素时钟。图像采样频率是传感器积分周期的循环速度。由于积分周期远远小于重复所需时间,采样频率可能与采样时间的倒数不同。
50 Hz - PAL 视频
60 / 1.001 Hz - NTSC 视频
当模拟视频转换为数字视频的时候,出现另外一种不同的采样过程,这次是使用像素频率。一些常见的像素采样率有:
13.5 MHz - CCIR 601、D1 video
高频 luminance 成分的混淆现象作为摩尔纹出现。
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