基本介紹
- 中文名：採樣
- 外文名：sampling
- 別稱：取樣
- 含義：指把時間域或空間域的連續量轉化
採樣簡介,解釋1,解釋2,採樣頻率,採樣位數,音頻採樣,採樣定理,
採樣簡介
解釋1
採樣解釋2
把模擬音頻轉成數字音頻的過程,就稱作採樣，所用到的主要設備便是模擬/數字轉換器（Analog to Digital Converter，即ADC，與之對應的是數/模轉換器,即DAC）。採樣的過程實際上是將通常的模擬音頻信號的電信號轉換成二進制碼0和1，這些0和1便構成了數字音頻檔案。採樣的頻率越大則音質越有保證。由於採樣頻率一定要高於錄製的最高頻率的兩倍才不會產生失真，而人類的聽力範圍是20Hz～20KHz，所以採樣頻率至少得是20k×2=40KHz，才能保證不產生低頻失真，這也是CD音質採用44.1KHz(稍高於40kHz是為了留有餘地)的原因。
採樣頻率
每秒鐘的採樣樣本數叫做採樣頻率。
採樣頻率越高，數位化後聲波就越接近於原來的波形，即聲音的保真度越高，但量化後聲音信息量的存儲量也越大。
採樣頻率與聲音頻率之間的關係：
根據採樣定理，只有當採樣頻率高於聲音信號最高頻率的兩倍時，才能把離散模擬信號表示的聲音信號唯一地還原成原來的聲音。
目前在多媒體系統中捕獲聲音的標準採樣頻率定為44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz三種。而人耳所能接收聲音頻率範圍大約為20Hz--20KHz，但在不同的實際套用中，音頻的頻率範圍是不同的。例如根據CCITT公布的聲音編碼標準，把聲音根據使用範圍分為以下三級：
·電話語音級：300Hz-3.4kHz
·調幅廣播級：50Hz-7kHz
·高保真立體聲級：20Hz-20kHz
因而採樣頻率11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz正好與電話語音、調幅廣播和高保真立體聲（CD音質）三級使用相對應。
DVD標準的採樣頻率是96kHz
採樣位數
採樣位數可以理解為採集卡處理聲音的解析度。這個數值越大，解析度就越高，錄製和回放的聲音就越真實。我們首先要知道：電腦中的聲音檔案是用數字0和1來表示的。所以在電腦上錄音的本質就是把模擬聲音信號轉換成數位訊號。反之，在播放時則是把數位訊號還原成模擬聲音信號輸出。採集卡的位是指採集卡在採集和播放聲音檔案時所使用數字聲音信號的二進制位數。採集卡的位客觀地反映了數字聲音信號對輸入聲音信號描述的準確程度。8位代表2的8次方--256，16位則代表2的16次方--64K。比較一下，一段相同的音樂信息，16位音效卡能把它分為64K個精度單位進行處理，而8位音效卡只能處理256個精度單位，造成了較大的信號損失，最終的採樣效果自然是無法相提並論的。
如今市面上所有的主流產品都是16位的採集卡，而並非有些無知商家所鼓吹的64位乃至128位，他們將採集卡的複音概念與採樣位數概念混淆在了一起。如今功能最為強大的採集卡系列採用的EMU10K1晶片雖然號稱可以達到32位，但是它只是建立在Direct Sound加速基礎上的一種多音頻流技術，其本質還是一塊16位的音效卡。應該說16位的採樣精度對於電腦多媒體音頻而言已經綽綽有餘了。
音頻採樣
數碼音頻系統是通過將聲波波形轉換成一連串的二進制數據來再現原始聲音的，實現這個步驟使用的設備是模/數轉換器（A/D）它以每秒上萬次的速率對聲波進行採樣，每一次採樣都記錄下了原始模擬聲波在某一時刻的狀態，稱之為樣本。將一串的樣本連線起來，就可以描述一段聲波了，把每一秒鐘所採樣的數目稱為採樣頻率或采率，單位為HZ（赫茲）。採樣頻率越高所能描述的聲波頻率就越高。採樣率決定聲音頻率的範圍（相當於音調），可以用數字波形表示。以波形表示的頻率範圍通常被稱為頻寬。要正確理解音頻採樣可以分為採樣的位數和採樣的頻率。
採樣定理
1.對連續信號進行等間隔採樣形成採樣信號，採樣信號的頻譜是原連續信號頻譜以採樣頻率為周期進行周期性地延拓形成
X‘（jΩ）=1/2π X（jΩ）*P（jΩ）
=1/T∑（對k進行負無窮到正無窮地累加）X（jΩ-jkΩ）
2.設連續信號a（t）屬於帶限信號，最高截止頻率為Ω，如果採樣頻率大於或者等於2Ω，那么採樣信號通過一個增益為T，截止頻率為Ω/2地理想低通濾波器，可以唯一回復出原連續信號，否則會造成頻率混疊現象，不可能無失真還原原信號
實際上我們在實際套用中考慮到信號的頻譜不是銳截止，最高截止頻率上還有較小的高頻分量，所以實際工程中選用Ω’=（3-4）Ω，不且加入低通濾波器濾去高頻分量
採樣
採樣是指用每隔一定時間的信號樣值序列來代替原來在時間上連續的信號，也就是在時間上將模擬信號離散化。
