采樣的頻率越高存儲容量就越大
㈠ 采樣和量化過程決定數字圖像的哪些性質
要在計算機中處理圖像,必須先把真實的圖像(照片、畫報、圖書、圖紙等)通過數字化轉變成計算機能夠接受的顯示和存儲格式,然後再用計算機進行分析處理。圖像的數字化過程主要分采樣、量化與編碼三個步驟。
1.采樣
采樣的實質就是要用多少點來描述一幅圖像,采樣結果質量的高低就是用前面所說的圖像解析度來衡量。簡單來講,對二維空間上連續的圖像在水平和垂直方向上等間距地分割成矩形網狀結構,所形成的微小方格稱為像素點。一副圖像就被采樣成有限個像素點構成的集合。例如:一副640*480解析度的圖像,表示這幅圖像是由640*480=個像素點組成。
如圖2-2-15所示,左圖是要采樣的物體,右圖是采樣後的圖像,每個小格即為一個像素點。
采樣頻率是指一秒鍾內采樣的次數,它反映了采樣點之間的間隔大小。采樣頻率越高,得到的圖像樣本越逼真,圖像的質量越高,但要求的存儲量也越大。
在進行采樣時,采樣點間隔大小的選取很重要,它決定了采樣後的圖像能真實地反映原圖像的程度。一般來說,原圖像中的畫面越復雜,色彩越豐富,則采樣間隔應越小。由於二維圖像的采樣是一維的推廣,根據信號的采樣定理,要從取樣樣本中精確地復原圖像,可得到圖像采樣的奈奎斯特(Nyquist)定理:圖像采樣的頻率必須大於或等於源圖像最高頻率分量的兩倍。
2.量化
量化是指要使用多大范圍的數值來表示圖像采樣之後的每一個點。量化的結果是圖像能夠容納的顏色總數,它反映了采樣的質量。
例如:如果以4位存儲一個點,就表示圖像只能有16種顏色;若採用16位存儲一個點,則有216=65536種顏色。所以,量化位數越來越大,表示圖像可以擁有更多的顏色,自然可以產生更為細致的圖像效果。但是,也會佔用更大的存儲空間。兩者的基本問題都是視覺效果和存儲空間的取捨。
假設有一幅黑白灰度的照片,因為它在水平於垂直方向上的灰度變化都是連續的,都可認為有無數個像素,而且任一點上灰度的取值都是從黑到白可以有無限個可能值。通過沿水平和垂直方向的等間隔采樣可將這幅模擬圖像分解為近似的有限個像素,每個像素的取值代表該像素的灰度(亮度)。對灰度進行量化,使其取值變為有限個可能值。
經過這樣采樣和量化得到的一幅空間上表現為離散分布的有限個像素,灰度取值上表現為有限個離散的可能值的圖像稱為數字圖像。只要水平和垂直方向采樣點數足夠多,量化比特數足夠大,數字圖像的質量就比原始模擬圖像毫不遜色。
在量化時所確定的離散取值個數稱為量化級數。為表示量化的色彩值(或亮度值)所需的二進制位數稱為量化字長,一般可用8位、16位、24位或更高的量化字長來表示圖像的顏色;量化字長越大,則越能真實第反映原有的圖像的顏色,但得到的數字圖像的容量也越大。
例如:圖2-2-16,沿線段AB(左圖)的連續圖像灰度值的曲線(右圖),取白色值最大,黑色值最小。
先採樣:沿線段AB等間隔進行采樣,取樣值在灰度值上是連續分布的,如圖2-2-17左圖;
再量化:連續的灰度值再進行數字化(8個級別的灰度級標尺),如圖2-2-17右圖。
3.壓縮編碼
數字化後得到的圖像數據量十分巨大,必須採用編碼技術來壓縮其信息量。在一定意義上講,編碼壓縮技術是實現圖像傳輸與儲存的關鍵。
㈡ 高采樣率的數字文件儲存大小會
高采樣率的數字文件儲存大小關系:
采樣頻率44.1kHz,量化位數16位,意味著每秒採集數據44.1k個,每個數據佔2位元組,這是一個聲道的數據,雙聲道再乘以2,最後結果再乘以60秒,就是44.1×1000×2×2×60=10584000位元組,1MB=1024×1024=1048576位元組,所以一分鍾的存儲容量為10584000/1048576=10.09MB,約為10.1MB。
㈢ 采樣頻率的基本含義
連續信號在時間(或空間)上以某種方式變化著,而采樣過程則是在時間(或空間)上,以T為單位間隔來測量連續信號的值。T稱為采樣間隔。在實際中,如果信號是時間的函數,通常他們的采樣間隔都很小,一般在毫秒、微秒的量級。采樣過程產生一系列的數字,稱為樣本。樣本代表了原來地信號。每一個樣本都對應著測量這一樣本的特定時間點,而采樣間隔的倒數,1/T即為采樣頻率,fs,其單位為樣本/秒,即赫茲(hertz)。
采樣頻率只能用於周期性采樣的采樣器,對於非周期性采樣的采樣器沒有規則限制。
采樣頻率的常用的表示符號是fs。
通俗的講采樣頻率是指計算機每秒鍾採集多少個信號樣本,比如聲音信號,此時采樣頻率可以是描述聲音文件的音質、音調,衡量音效卡、聲音文件的質量標准。采樣頻率越高,即采樣的間隔時間越短,則在單位時間內計算機得到的樣本數據就越多,對信號波形的表示也越精確。采樣頻率與原始信號頻率之間有一定的關系,根據奈奎斯特理論,只有采樣頻率高於原始信號最高頻率的兩倍時,才能把數字信號表示的信號還原成為原來信號。在數字音頻領域,常用的采樣率有:
8000Hz 電話所用采樣率,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 無線電廣播所用采樣率,廣播音質
32000Hz miniDV數碼視頻camcorder、DAT(LPmode)所用采樣率
44100Hz 音頻CD,也常用於MPEG-1音頻(VCD,SVCD,MP3)所用采樣率
47250Hz NipponColumbia(Denon)開發的世界上第一個商用PCM錄音機所用采樣率
48000Hz miniDV、數字電視、DVD、DAT、電影和專業音頻所用的數字聲音所用采樣率
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采樣率
50400Hz 三菱X-80數字錄音機所用所用采樣率
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)音軌所用所用采樣率
28224MHz SACD、索尼和飛利浦聯合開發的稱為DirectStreamDigital的1位sigma-deltamolation過程所用采樣率
總之當前音效卡常用的采樣頻率一般為44.1KHz(每秒採集聲音樣本44.1千次)11KHz、22KHz、和48KHz。采樣頻率越高,獲得的聲音文件質量越好,佔用存儲空間也就越大。一首CD音質的歌曲會佔去45M左右的存儲空間。
㈣ 對聲音波形采樣時采樣頻率越高聲音文件的數據量
D越大。
因為采樣頻率高,導致的采樣失真就越小,所以聲音數據的質量就越高。不過需要注意的是,是聲音數據的質量。如果要還原聲音,還與還原聲音的設備有關。當然,設備相同時,采樣頻率高聲音就好。
事物都有兩面性。采樣頻率高,雖然聲音數據質量好,但是帶來的數據量也成倍增加,對數據的儲存和處理,提出更高要求了。
(4)采樣的頻率越高存儲容量就越大擴展閱讀:
連續信號在時間(或空間)上以某種方式變化,而采樣過程在時間(或空間)上以T為間隔測量連續信號的值。T稱為采樣區間。
實際上,如果信號是時間的函數,它們的采樣間隔通常很小,通常以毫秒或微秒為單位。抽樣過程產生一系列稱為樣本的數字。樣本代表原始信號。
每個采樣對應於測量該采樣的特定時間點,采樣間隔的倒數1/T為采樣頻率fs,單位為采樣/秒,即赫茲。
采樣頻率只能用於周期采樣的采樣器,非周期采樣的采樣器沒有規則的限制。
㈤ 視頻采樣頻率和采樣大小關系
通常我們採用脈沖代碼調制編碼,即PCM編碼。PCM通過抽樣、量化、編碼三個步驟將連續變化的模擬信號轉換為數字編碼。
1、什麼是采樣率和采樣大小(位/bit)?
頻率對應於時間軸線,振幅對應於電平軸線。波是無限光滑的,弦線可以看成由無數點組成,由於存儲空間是相對有限的,數字編碼過程中,必須對弦線的點進行采樣。采樣的過程就是抽取某點的頻率值,很顯然,在一秒中內抽取的點越多,獲取得頻率信息更豐富,為了復原波形,一次振動中,必須有2個點的采樣,人耳能夠感覺到的最高頻率為20kHz,因此要滿足人耳的聽覺要求,則需要至少每秒進行40k次采樣,用40kHz表達,這個40kHz就是采樣率。我們常見的 CD,采樣率為44.1kHz。光有頻率信息是不夠的,我們還必須獲得該頻率的能量值並量化,用於表示信號強度。量化電平數為2的整數次冪,我們常見的 CD位16bit的采樣大小,即2的16次方。采樣大小相對采樣率更難理解,因為要顯得抽象點,舉個簡單例子:假設對一個波進行8次采樣,采樣點分別對應的能量值分別為A1-A8,但我們只使用2bit的采樣大小,結果我們只能保留A1-A8中4個點的值而舍棄另外4個。如果我們進行3bit的采樣大小,則剛好記錄下8個點的所有信息。采樣率和采樣大小的值越大,記錄的波形更接近原始信號。
2、有損和無損
根據采樣率和采樣大小可以得知,相對自然界的信號,音頻編碼最多隻能做到無限接近,至少目前的技術只能這樣了,相對自然界的信號,任何數字音頻編碼方案都是有損的,因為無法完全還原。在計算機應用中,能夠達到最高保真水平的就是PCM編碼,被廣泛用於素材保存及音樂欣賞,CD、DVD以及我們常見的 WAV文件中均有應用。因此,PCM約定俗成了無損編碼,因為PCM代表了數字音頻中最佳的保真水準,並不意味著PCM就能夠確保信號絕對保真,PCM也只能做到最大程度的無限接近。我們而習慣性的把MP3列入有損音頻編碼范疇,是相對PCM編碼的。強調編碼的相對性的有損和無損,是為了告訴大家,要做到真正的無損是困難的,就像用數字去表達圓周率,不管精度多高,也只是無限接近,而不是真正等於圓周率的值。
3、為什麼要使用音頻壓縮技術
要算一個PCM音頻流的碼率是一件很輕松的事情,采樣率值×采樣大小值×聲道數bps。一個采樣率為44.1KHz,采樣大小為16bit,雙聲道的 PCM編碼的WAV文件,它的數據速率則為 44.1K×16×2 =1411.2 Kbps。我們常說128K的MP3,對應的WAV的參數,就是這個1411.2 Kbps,這個參數也被稱為數據帶寬,它和ADSL中的帶寬是一個概念。將碼率除以8,就可以得到這個WAV的數據速率,即176.4KB/s。這表示存儲一秒鍾采樣率為44.1KHz,采樣大小為16bit,雙聲道的PCM編碼的音頻信號,需要176.4KB的空間,1分鍾則約為10.34M,這對大部分用戶是不可接受的,尤其是喜歡在電腦上聽音樂的朋友,要降低磁碟佔用,只有2種方法,降低采樣指標或者壓縮。降低指標是不可取的,因此專家們研發了各種壓縮方案。由於用途和針對的目標市場不一樣,各種音頻壓縮編碼所達到的音質和壓縮比都不一樣,在後面的文章中我們都會一一提到。有一點是可以肯定的,他們都壓縮過。
4、頻率與采樣率的關系
采樣率表示了每秒對原始信號采樣的次數,我們常見到的音頻文件采樣率多為44.1KHz,這意味著什麼呢?假設我們有2段正弦波信號,分別為20Hz和 20KHz,長度均為一秒鍾,以對應我們能聽到的最低頻和最高頻,分別對這兩段信號進行40KHz的采樣,我們可以得到一個什麼樣的結果呢?結果是: 20Hz的信號每次振動被采樣了40K/20=2000次,而20K的信號每次振動只有2次采樣。顯然,在相同的采樣率下,記錄低頻的信息遠比高頻的詳細。這也是為什麼有些音響發燒友指責CD有數碼聲不夠真實的原因,CD的44.1KHz采樣也無法保證高頻信號被較好記錄。要較好的記錄高頻信號,看來需要更高的采樣率,於是有些朋友在捕捉CD音軌的時候使用48KHz的采樣率,這是不可取的!這其實對音質沒有任何好處,對抓軌軟體來說,保持和CD提供的 44.1KHz一樣的采樣率才是最佳音質的保證之一,而不是去提高它。較高的采樣率只有相對模擬信號的時候才有用,如果被采樣的信號是數字的,請不要去嘗試提高采樣率。
因為,根據耐奎斯特采樣理論,你的采樣頻率必須是信號最高頻率的兩倍。例如,音頻信號的頻率一般達到20Hz,因此其采樣頻率一般需要40Hz。而人耳收聽的范圍只能到23Khz以下,所以CD的采樣率才是44.1Khz。22Khz×2=44Khz,考慮到一定的餘量採用44.1Khz.
5、流特徵
隨著網路的發展,人們對在線收聽音樂提出了要求,因此也要求音頻文件能夠一邊讀一邊播放,而不需要把這個文件全部讀出後然後回放,這樣就可以做到不用下載就可以實現收聽了。也可以做到一邊編碼一邊播放,正是這種特徵,可以實現在線的直播,架設自己的數字廣播電台成為了現實。
㈥ 圖象采樣頻率越高,圖象文件的存儲容量也就越大 為什麼錯了 而越清晰確實對的
圖像采樣頻率與圖像尺寸大小(也就是容量)無關,因為光線與聲音是不一樣的,光的速度太快了,你能提高到多少?與光速相比都是微不足道的,所以大小沒什麼變化。采樣頻率提高能使光通量加大,也相當於曝光率提高了,畫面細節多了,就感覺清晰。
㈦ 對同一段音樂分別用44khz,11khz的采樣頻率進行采樣後儲存,那麼采樣頻率越大則
對同一段音樂,分別用44kHz、11kHz的采樣頻率進行采樣後存儲,那麼采樣頻率越大,則存儲的空間越大,音質較好。
采樣頻率,也稱為采樣速度或者采樣率,定義了單位時間內從連續信號中提取並組成離散信號的采樣個數,它用赫茲(Hz)來表示。采樣頻率的倒數是采樣周期或者叫作采樣時間,它是采樣之間的時間間隔。通俗的講采樣頻率是指計算機單位時間內能夠採集多少個信號樣本。
采樣定理
采樣定理是指,如果信號帶寬不到采樣頻率的一半(即奈奎斯特頻率),那麼此時這些離散的采樣點能夠完全表示原信號。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。
采樣頻率必須大於被采樣信號帶寬的兩倍,另外一種等同的說法是奈奎斯特定律必須大於被采樣信號的帶寬。如果信號的帶寬是100Hz,那麼為了避免混疊現象采樣頻率必須大於200Hz。換句話說就是采樣頻率必須至少是信號中最大頻率分量頻率的兩倍,否則就不能從信號采樣中恢復原始信號。
㈧ 在用音樂編輯軟體錄制聲音的時候,采樣頻率越大,佔用的內存就越小,對嗎
您好!
【比特率】(kbps)=【量化采樣點】(kHz)×【位深】(bit/采樣點)×【聲道數量】(一般為2)
而比特率×時間=文件大小。所以其它條件不變,采樣頻率越大,佔用越大。
你的命題是錯誤的。