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ざい信号しんごう处理领域,さいしょう信号しんごう连续时间いきうえてきかたぎ拟信ごう转换到离散时间いきうえてき离散信号しんごうてき过程,以采样器实现。通常つうじょうさい样与りょう联合进行,かたぎ拟信ごうさきよしさい样器按照一定时间间隔采样获得时间上离散てき信号しんごうさい類比るいひすう轉換てんかん(ADC)ざいすう值上也进ぎょう离散,从而いたかず值和时间うえ离散てき数字すうじ信号しんごう。很多情たじょう况下しょ说的“さい样”就是ゆび这种さい样与りょう结合てき过程。

つう过采样得いたてき信号しんごう连续信号しんごうれい如,现实生活せいかつちゅうてき表示ひょうじ压力ある速度そくどてき信号しんごうてき离散形式けいしき。连续信号しんごう通常つうじょうごとへだた一定的时间间隔被類比るいひすう轉換てんかん(ADC)さい样,とう时时间点じょうてき连续信号しんごうてき值被ひょう现为离散てきあるりょうてき值。

这样いたてき信号しんごうてき离散形式けいしき常常つねづね给数すえ带来いち些误。误差主要しゅよう于两个方めんあずか连续拟信ごう频谱ゆう关的さい样频りつ,以及りょう时所ようてき长。さい样频りつゆびてき对连续信ごうさい样的频度。它代表だいひょうりょう离散信号しんごうざい时域そら间域じょうてきせい确度。长(とくてき数量すうりょうようらい表示ひょうじ离散信号しんごうてき值,它体现了信号しんごうてき大小だいしょうてきせい确性。

ざい一个理论采样器中,一个连续信号乘以狄拉かつくしけずえいDirac combはた产生另外いち个连续信ごうただゆうとう信号しんごうりょうこれきさき它才变成数字すうじ信号しんごう所有しょゆう三个指数都被离散化。

信号しんごう处理ちゅうてきもと定理ていりさい定理ていり指出さしでさい样信ごう不能ふのうきよし晰地表示ひょうじ频率ちょう过采样频りつ一半いっぱんてき组成信号しんごう。这个频率(さい样频りつてき一半いっぱんしょう奈奎斯特频率ちょう过奈奎斯とく频率てき频率Nのう够在数字すうじ信号しんごうちゅういたただし它们てき频率确定てき。也就说,いち个频りつ为fてきなり份频りつ不能ふのう从其它的なり份频りつ2N-f、2N+f、4N-fとうちゅう区分くぶん开来。这个确定せいしょうこん。为了さらかん处理这个问题,许多拟信ごうざい转换なり数字すうじ表示ひょうじぜん使用しようこうこん叠滤なみ通常つうじょうていつう滤波)滤除だか于奈奎斯とく频率てき频率分量ぶんりょう

さい定理ていりてき推广定理ていり指出さしで最高さいこう频率ちょう过奈奎斯とく频率てき信号しんごうどう样能够被さい样,前提ぜんていやめ这一信号的频带范围,并且信号しんごう带宽与さい样频りつ须满あし一定いっていてき关系。

ざいさい定理ていりてき约束てき范围ない最初さいしょてき信号しんごうのう在来ざいらい理想りそう样品集合しゅうごうてきさい样值てき精度せいど范围ない完全かんぜんじゅうけんおこりらいじゅうけんてき信号しんごう使用しようごと个样ひん衡量いちSinc函数かんすう并且使用しよう奈奎斯特-农插值公しきえいWhittaker–Shannon interpolation formula累加るいか结果いたてき

理論りろんじょうてきよう

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いち理論りろん/理想りそうてきよう結果けっかこれ連續れんぞく訊號じょうじょうくしけずじょうみゃく衝波がた

結果けっか一個被改變振幅的梳狀脈衝波形。 離散りさん訊號就是一連串這個被改變振幅的波形。

實際じっさいうえてきよう

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實際じっさいうえてきようしょうさく類比るいひすう轉換てんかん(A/D converter or ADC)。

しつしん

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ざい理想りそうてきよう方法ほうほうかいさんなまようしつしんしつしんてき类型ゆう以下いか几种:

  • こんよう定理ていりてきいち前提ぜんていため——訊號ざい有限ゆうげんてきしきひろし內。有限ゆうげん時間じかんちょうてき訊號しきひろし必為無限むげんだい,而我們有興趣きょうしゅてき訊號,いく乎都有限ゆうげんちょうてき意味いみちょ這些訊號しきひろし無限むげんだいしか而在现实生活せいかつちゅうさまただのう處理しょり其设计为適合てきごうてきしきひろし,对處理しょり範圍はんい以外いがいてきしきおび,则会直接ちょくせつ截掉,进而影響えいきょう輸出ゆしゅつてきじゅんかくせい
  • 抖動ようもと發生はっせい偏差へんさ
  • 積分せきぶんこうおうよう所得しょとくなみ瞬時しゅんじてき,而是一小段時間內的值,しょうため積分せきぶんこうおう
  • ざつねつざつ訊,類比るいひ電路でんろざつ訊等。
  • りょう誤差ごさ捨去すてさ小數しょうすうてき誤差ごさ發生はっせいざい每次まいじよう,ADCしょ轉換てんかんてき整數せいすうちゅう
  • さまりつ:ADC轉換てんかんてき速度そくど夠快,無法むほう反映はんえい訊號てき變化へんか
  • 截斷せつだん誤差ごさとう輸入ゆにゅう訊號超過ちょうかADCしょのう轉換てんかんてき大小だいしょう輸出ゆしゅつ就會截斷せつだん

ざいかげちゅう容易ようい這些影響えいきょうとう曝光時間じかんふとしちょう,就會ざい影像えいぞうちゅう出現しゅつげんざつてん。 一個理想的相機應該可以在零曝光時間完成照相。 ざいいちゆう使用しようでんようてきよう保持ほじ電路でんろちゅういんためでんよう無法むほう根據こんきょようたてこく改變かいへん電壓でんあつ需要じゅようれいひろしてきよう訊號,所以ゆえんかいさんせい積分せきぶんこうおう積分せきぶんこうおう以被とうさくていしき濾波分析ぶんせき

而其部分ぶぶんしつしん以當なりずいざつ訊來分析ぶんせき

應用おうよう

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聲音こわねよう

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こえ通常つうじょう使用しよう44.1kHzCDある48kHzきろへるつprofessional audioてきようしきりつ根據こんきょよう定理ていり必須ひっす使用しようりょうばいてきようしきりつ才能さいのうはた該頻りつてきこえ記錄きろくらい,44.1kHzきろへるつてき一半いっぱんため22.05KHz,也就CD表現ひょうげんてき最高さいこうしきりつため22.05KHz。人類じんるいてき聽覺ちょうかく系統けいとうしょのう聽到しきりつ範圍はんい大約たいやく15-20kHzきろへるつ,44.1kHzきろへるつてきようしきりつやめ滿足まんぞくだい部分ぶぶん用途ようと

最近さいきんてき趨勢すうせい使用しようさらだかてきようしきりつだい該是基本きほん需求てきりょうばいあるよんばい),這尚有理ゆうりろん支持しじ,而且そく使ざい吹毛もとめきずてき聆聽環境かんきょう,也無ほうゆずる聽到てき聲音こわねゆう什麼いんも不同ふどうしか而有許多きょた錄音ろくおんしつせい使用しよう96kHzきろへるつてき配備はいび承諾しょうだく「superaudio」格式かくしきしょうかいDVDいちよう選擇せんたく。许多ごえたたえ样频りつ必须だか于48kHzきろへるつてき文章ぶんしょう认为16bitてきおと频信ごうてき动态响应范围应该96dB,这个数字すうじ通常つうじょう简单てき对量てき最大さいだい值和最小さいしょう值的比率ひりつ,也就,65536。这样てき计算错误ざい于没ゆうこう虑到信号しんごうてきみね值并非理ひり论上まこと许的最大さいだい正弦せいげん信号しんごう值,而量长也并非平均へいきん噪声值,そく使つかい它们一致いっちてき,它也不能ふのう够在こうITU-R 468噪声函数かんすうてき前提ぜんてい表示ひょうじ声音こわねてき大小だいしょうざい对典がたてきほどじょりょう值在声音こわね处理てきかく个环节进ぎょう严格てき分析ぶんせき以后,以发现这样一个事实,也就ざい良好りょうこうてき工程こうていもと础上16とくてき录音质量以远远的ちょう过最こう高保たかやすしんけい统的ひょう现力,而其ちゅうむぎかつ风噪おん扩音てき容量ようりょうざい真正しんせいてきせい约因もと

影像えいぞうよう

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まいり

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参考さんこう文献ぶんけん

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  • Matt Pharr and Greg Humphreys, Physically Based Rendering: From Theory to Implementation, Morgan Kaufmann, July 2004. ISBN 0-12-553180-X。关于さい样的あきら节(ざい线资りょうせい心地ごこち配置はいちりょう图表、かく心理しんり论和だい码示れい