采样的频率越高存储容量就越大
㈠ 采样和量化过程决定数字图像的哪些性质
要在计算机中处理图像,必须先把真实的图像(照片、画报、图书、图纸等)通过数字化转变成计算机能够接受的显示和存储格式,然后再用计算机进行分析处理。图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。
1.采样
采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像,采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。简单来讲,对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构,所形成的微小方格称为像素点。一副图像就被采样成有限个像素点构成的集合。例如:一副640*480分辨率的图像,表示这幅图像是由640*480=个像素点组成。
如图2-2-15所示,左图是要采样的物体,右图是采样后的图像,每个小格即为一个像素点。
采样频率是指一秒钟内采样的次数,它反映了采样点之间的间隔大小。采样频率越高,得到的图像样本越逼真,图像的质量越高,但要求的存储量也越大。
在进行采样时,采样点间隔大小的选取很重要,它决定了采样后的图像能真实地反映原图像的程度。一般来说,原图像中的画面越复杂,色彩越丰富,则采样间隔应越小。由于二维图像的采样是一维的推广,根据信号的采样定理,要从取样样本中精确地复原图像,可得到图像采样的奈奎斯特(Nyquist)定理:图像采样的频率必须大于或等于源图像最高频率分量的两倍。
2.量化
量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数,它反映了采样的质量。
例如:如果以4位存储一个点,就表示图像只能有16种颜色;若采用16位存储一个点,则有216=65536种颜色。所以,量化位数越来越大,表示图像可以拥有更多的颜色,自然可以产生更为细致的图像效果。但是,也会占用更大的存储空间。两者的基本问题都是视觉效果和存储空间的取舍。
假设有一幅黑白灰度的照片,因为它在水平于垂直方向上的灰度变化都是连续的,都可认为有无数个像素,而且任一点上灰度的取值都是从黑到白可以有无限个可能值。通过沿水平和垂直方向的等间隔采样可将这幅模拟图像分解为近似的有限个像素,每个像素的取值代表该像素的灰度(亮度)。对灰度进行量化,使其取值变为有限个可能值。
经过这样采样和量化得到的一幅空间上表现为离散分布的有限个像素,灰度取值上表现为有限个离散的可能值的图像称为数字图像。只要水平和垂直方向采样点数足够多,量化比特数足够大,数字图像的质量就比原始模拟图像毫不逊色。
在量化时所确定的离散取值个数称为量化级数。为表示量化的色彩值(或亮度值)所需的二进制位数称为量化字长,一般可用8位、16位、24位或更高的量化字长来表示图像的颜色;量化字长越大,则越能真实第反映原有的图像的颜色,但得到的数字图像的容量也越大。
例如:图2-2-16,沿线段AB(左图)的连续图像灰度值的曲线(右图),取白色值最大,黑色值最小。
先采样:沿线段AB等间隔进行采样,取样值在灰度值上是连续分布的,如图2-2-17左图;
再量化:连续的灰度值再进行数字化(8个级别的灰度级标尺),如图2-2-17右图。
3.压缩编码
数字化后得到的图像数据量十分巨大,必须采用编码技术来压缩其信息量。在一定意义上讲,编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。
㈡ 高采样率的数字文件储存大小会
高采样率的数字文件储存大小关系:
采样频率44.1kHz,量化位数16位,意味着每秒采集数据44.1k个,每个数据占2字节,这是一个声道的数据,双声道再乘以2,最后结果再乘以60秒,就是44.1×1000×2×2×60=10584000字节,1MB=1024×1024=1048576字节,所以一分钟的存储容量为10584000/1048576=10.09MB,约为10.1MB。
㈢ 采样频率的基本含义
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。样本代表了原来地信号。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-deltamolation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。
㈣ 对声音波形采样时采样频率越高声音文件的数据量
D越大。
因为采样频率高,导致的采样失真就越小,所以声音数据的质量就越高。不过需要注意的是,是声音数据的质量。如果要还原声音,还与还原声音的设备有关。当然,设备相同时,采样频率高声音就好。
事物都有两面性。采样频率高,虽然声音数据质量好,但是带来的数据量也成倍增加,对数据的储存和处理,提出更高要求了。
(4)采样的频率越高存储容量就越大扩展阅读:
连续信号在时间(或空间)上以某种方式变化,而采样过程在时间(或空间)上以T为间隔测量连续信号的值。T称为采样区间。
实际上,如果信号是时间的函数,它们的采样间隔通常很小,通常以毫秒或微秒为单位。抽样过程产生一系列称为样本的数字。样本代表原始信号。
每个采样对应于测量该采样的特定时间点,采样间隔的倒数1/T为采样频率fs,单位为采样/秒,即赫兹。
采样频率只能用于周期采样的采样器,非周期采样的采样器没有规则的限制。
㈤ 视频采样频率和采样大小关系
通常我们采用脉冲代码调制编码,即PCM编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
1、什么是采样率和采样大小(位/bit)?
频率对应于时间轴线,振幅对应于电平轴线。波是无限光滑的,弦线可以看成由无数点组成,由于存储空间是相对有限的,数字编码过程中,必须对弦线的点进行采样。采样的过程就是抽取某点的频率值,很显然,在一秒中内抽取的点越多,获取得频率信息更丰富,为了复原波形,一次振动中,必须有2个点的采样,人耳能够感觉到的最高频率为20kHz,因此要满足人耳的听觉要求,则需要至少每秒进行40k次采样,用40kHz表达,这个40kHz就是采样率。我们常见的 CD,采样率为44.1kHz。光有频率信息是不够的,我们还必须获得该频率的能量值并量化,用于表示信号强度。量化电平数为2的整数次幂,我们常见的 CD位16bit的采样大小,即2的16次方。采样大小相对采样率更难理解,因为要显得抽象点,举个简单例子:假设对一个波进行8次采样,采样点分别对应的能量值分别为A1-A8,但我们只使用2bit的采样大小,结果我们只能保留A1-A8中4个点的值而舍弃另外4个。如果我们进行3bit的采样大小,则刚好记录下8个点的所有信息。采样率和采样大小的值越大,记录的波形更接近原始信号。
2、有损和无损
根据采样率和采样大小可以得知,相对自然界的信号,音频编码最多只能做到无限接近,至少目前的技术只能这样了,相对自然界的信号,任何数字音频编码方案都是有损的,因为无法完全还原。在计算机应用中,能够达到最高保真水平的就是PCM编码,被广泛用于素材保存及音乐欣赏,CD、DVD以及我们常见的 WAV文件中均有应用。因此,PCM约定俗成了无损编码,因为PCM代表了数字音频中最佳的保真水准,并不意味着PCM就能够确保信号绝对保真,PCM也只能做到最大程度的无限接近。我们而习惯性的把MP3列入有损音频编码范畴,是相对PCM编码的。强调编码的相对性的有损和无损,是为了告诉大家,要做到真正的无损是困难的,就像用数字去表达圆周率,不管精度多高,也只是无限接近,而不是真正等于圆周率的值。
3、为什么要使用音频压缩技术
要算一个PCM音频流的码率是一件很轻松的事情,采样率值×采样大小值×声道数bps。一个采样率为44.1KHz,采样大小为16bit,双声道的 PCM编码的WAV文件,它的数据速率则为 44.1K×16×2 =1411.2 Kbps。我们常说128K的MP3,对应的WAV的参数,就是这个1411.2 Kbps,这个参数也被称为数据带宽,它和ADSL中的带宽是一个概念。将码率除以8,就可以得到这个WAV的数据速率,即176.4KB/s。这表示存储一秒钟采样率为44.1KHz,采样大小为16bit,双声道的PCM编码的音频信号,需要176.4KB的空间,1分钟则约为10.34M,这对大部分用户是不可接受的,尤其是喜欢在电脑上听音乐的朋友,要降低磁盘占用,只有2种方法,降低采样指标或者压缩。降低指标是不可取的,因此专家们研发了各种压缩方案。由于用途和针对的目标市场不一样,各种音频压缩编码所达到的音质和压缩比都不一样,在后面的文章中我们都会一一提到。有一点是可以肯定的,他们都压缩过。
4、频率与采样率的关系
采样率表示了每秒对原始信号采样的次数,我们常见到的音频文件采样率多为44.1KHz,这意味着什么呢?假设我们有2段正弦波信号,分别为20Hz和 20KHz,长度均为一秒钟,以对应我们能听到的最低频和最高频,分别对这两段信号进行40KHz的采样,我们可以得到一个什么样的结果呢?结果是: 20Hz的信号每次振动被采样了40K/20=2000次,而20K的信号每次振动只有2次采样。显然,在相同的采样率下,记录低频的信息远比高频的详细。这也是为什么有些音响发烧友指责CD有数码声不够真实的原因,CD的44.1KHz采样也无法保证高频信号被较好记录。要较好的记录高频信号,看来需要更高的采样率,于是有些朋友在捕捉CD音轨的时候使用48KHz的采样率,这是不可取的!这其实对音质没有任何好处,对抓轨软件来说,保持和CD提供的 44.1KHz一样的采样率才是最佳音质的保证之一,而不是去提高它。较高的采样率只有相对模拟信号的时候才有用,如果被采样的信号是数字的,请不要去尝试提高采样率。
因为,根据耐奎斯特采样理论,你的采样频率必须是信号最高频率的两倍。例如,音频信号的频率一般达到20Hz,因此其采样频率一般需要40Hz。而人耳收听的范围只能到23Khz以下,所以CD的采样率才是44.1Khz。22Khz×2=44Khz,考虑到一定的余量采用44.1Khz.
5、流特征
随着网络的发展,人们对在线收听音乐提出了要求,因此也要求音频文件能够一边读一边播放,而不需要把这个文件全部读出后然后回放,这样就可以做到不用下载就可以实现收听了。也可以做到一边编码一边播放,正是这种特征,可以实现在线的直播,架设自己的数字广播电台成为了现实。
㈥ 图象采样频率越高,图象文件的存储容量也就越大 为什么错了 而越清晰确实对的
图像采样频率与图像尺寸大小(也就是容量)无关,因为光线与声音是不一样的,光的速度太快了,你能提高到多少?与光速相比都是微不足道的,所以大小没什么变化。采样频率提高能使光通量加大,也相当于曝光率提高了,画面细节多了,就感觉清晰。
㈦ 对同一段音乐分别用44khz,11khz的采样频率进行采样后储存,那么采样频率越大则
对同一段音乐,分别用44kHz、11kHz的采样频率进行采样后存储,那么采样频率越大,则存储的空间越大,音质较好。
采样频率,也称为采样速度或者采样率,定义了单位时间内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单位时间内能够采集多少个信号样本。
采样定理
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。
㈧ 在用音乐编辑软件录制声音的时候,采样频率越大,占用的内存就越小,对吗
您好!
【比特率】(kbps)=【量化采样点】(kHz)×【位深】(bit/采样点)×【声道数量】(一般为2)
而比特率×时间=文件大小。所以其它条件不变,采样频率越大,占用越大。
你的命题是错误的。