Дискретизация информации
Дискретизация — это преобразование непрерывной информации в последовательность отдельных значений. Благодаря дискретизации звук, изображение и другие сигналы можно хранить и обрабатывать в компьютере.
Непрерывный сигнал может принимать любое значение в каждый момент времени. При дискретизации его измеряют не постоянно, а через равные промежутки времени. Такие измерения называют отсчётами. Чем чаще выполняются измерения, тем точнее последовательность отсчётов передаёт исходный сигнал.
Для изображения дискретизация означает разбиение изображения на отдельные элементы — пиксели. Для звука сначала получают отсчёты уровня сигнала во времени, а затем каждое значение обычно представляют числом. Подробное преобразование аналогового сигнала в цифровой выполняется при аналого-цифровом преобразовании.
Здесь \(\Delta t\) — интервал между соседними отсчётами, \(t_i\) — момент получения \(i\)-го отсчёта. Частота дискретизации показывает, сколько отсчётов получают за одну секунду: \(f_d=\frac{1}{\Delta t}\). Дискретизация является способом перехода от непрерывной информации к дискретной, но сама по себе ещё не задаёт двоичный код чисел.
Если температуру измеряют каждые 5 минут, непрерывное изменение температуры заменяется последовательностью значений: 20,1 °C; 20,4 °C; 20,8 °C и так далее. Интервал дискретизации равен \(\Delta t=5\) минут.
Дискретизация и квантование — разные операции. При дискретизации выбирают моменты измерения, а при квантовании округляют полученные значения до ближайшего уровня. Обе операции используются при создании цифровой информации.
Что изменяется при увеличении частоты дискретизации звукового сигнала?
Главное
- Дискретизация заменяет непрерывный сигнал последовательностью отдельных отсчётов.
- Интервал между отсчётами обозначают \(\Delta t\), а частоту дискретизации — \(f_d=\frac{1}{\Delta t}\).
- Дискретизацию не следует путать с квантованием: первая выбирает моменты измерений, второе ограничивает набор возможных значений.