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模擬和數字轉換/插值

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下采樣

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在某些情況下,取樣器產生樣本的速度過快或過慢,無法滿足電路的其他部分。當取樣器產生過多的樣本時,我們需要透過一個稱為下采樣的過程來移除一些樣本。在下采樣器中,某些樣本從數字訊號中移除,並且剩餘的樣本可能會被修改以顯得更“分散”。

下采樣通常根據分數規則執行。例如,2:1 下采樣器會移除每個第二個樣本,以將位元率降低一半。

上取樣

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如果取樣器產生的樣本速度不夠快,我們需要建立更多樣本。建立更多樣本的過程稱為上取樣。在最基本的上取樣方案中,在現有樣本之間新增值為零的額外樣本。此方法稱為“零填充”,但也可以使用其他方法,例如插值。

零填充
在給定樣本之間新增值為 0 的樣本以增加位元率
插值
使用某種數學規則在兩個現有樣本nm之間建立新樣本a,其中a = f(n, m)

線性插值

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線上性插值中,在新樣本兩側的兩個樣本之間繪製一條直線。然後,新樣本值被認為是這條直線上的一個點,或平均值。這稱為線性插值,因為新樣本將位於由舊樣本形成的這條直線上。

例如,假設我們希望透過在每兩個現有樣本之間插入線性插值的樣本將取樣率加倍。在線性系統中,現有樣本nm之間的新樣本a的值將是

非線性插值

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模擬訊號中很少有直線,因此線性插值並不總是產生良好的近似值。可以使用非線性技術,利用周圍的點來生成一個不僅僅是平均值的新點。這些方法稱為“非線性插值”,並且種類繁多,我們無法提供每個方法的良好示例。

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