信号采集

时间:2024-03-16 09:22:14编辑:分享君

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。


数据采集原则

全国地质钻孔基本信息的采集以地勘单位保管的除油气以外的区域地质、矿产地质、水文地质、工程地质(大型以上项目)、环境地质、灾害地质勘查等形成的地质钻孔基本信息为主。地勘单位以地质工作项目为单元,清查地质工作项目施工的钻孔,逐个钻孔填报信息表。只采集钻孔的最基本信息,不清查每个钻孔的详细原始编录内容、测试数据等。对于地质项目工作中收集的钻孔资料不予清查和填报。

急求答案:什么是采样频率? 什么是采样点数?采样频率与信号频率有什么联系?

1、采样频率:也称为采样速度或者采样率,定义了每秒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每秒钟采集多少个信号样本。2、采样点数:是指采样的数目。3、联系:在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max>2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的2.56~4倍;采样定理又称奈奎斯特定理。扩展资料:1、采样定理是美国电信工程师H.奈奎斯特在1928年提出的,在数字信号处理领域中,采样定理是连续时间信号(通常称为“模拟信号”)和离散时间信号(通常称为“数字信号”)之间的基本桥梁。该定理说明采样频率与信号频谱之间的关系,是连续信号离散化的基本依据。 它为采样率建立了一个足够的条件,该采样率允许离散采样序列从有限带宽的连续时间信号中捕获所有信息。2、定理说明:采样过程所应遵循的规律,又称取样定理、抽样定理。采样定理说明采样频率与信号频谱之间的关系,是连续信号离散化的基本依据。在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max>2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的2.56~4倍;采样定理又称奈奎斯特定理。 如果对信号的其它约束是已知的,则当不满足采样率标准时,完美重建仍然是可能的。 在某些情况下(当不满足采样率标准时),利用附加的约束允许近似重建。 这些重建的保真度可以使用Bochner定理来验证和量化。3、发展历史:1924年奈奎斯特(Nyquist)推导出在理想低通信道的最高码元传输速率的公式。1928年美国电信工程师H.奈奎斯特推出采样定理,因此称为奈奎斯特采样定理。1933年由苏联工程师科捷利尼科夫首次用公式严格地表述这一定理,因此在苏联文献中称为科捷利尼科夫采样定理。1948年信息论的创始人C.E.香农对这一定理加以明确地说明并正式作为定理引用,因此在许多文献中又称为香农采样定理。采样定理有许多表述形式,但最基本的表述方式是时域采样定理和频域采样定理。采样定理在数字式遥测系统、时分制遥测系统、信息处理、数字通信和采样控制理论等领域得到广泛的应用。参考资料:百度百科-采样频率百度百科-采样定理

VGA信号采集卡的信号采集方式

VGA信号采集卡是一种采集VGA数据的硬件,视频采集卡功能只能将VGA信号经过视频转换器变成模拟信号,再通过视频采集卡变成数字信号,在计算机上显示,这种经过数模转换[2],模数转换后,VGA信号的损失特别大,图像资料很差。为了解决这个问题,就需要用到VGA信号采集卡。采集卡是图像采集部分和图像处理部分的接口。图象经过采样、量化以后转换为数字图象并输入、存储到帧存储器的过程,叫做采集。由于图像信号的传输需要很高的传输速度,通用的传输接口不能满足要求,因此需要采集卡。采集卡还提供数字I/O的功能。经过高速PCI总线能够直接采集图象到VGA显存或主机系统内存,此外不仅可以使图象直接采集到VGA,实现单屏工作方式,而且可以利用PC机内存的可扩展性,实现所需数量的序列图象逐帧连续采集,进行序列图象处理分析。如果将一台PC机VGA数据在另一台PC上显示以及采集VGA信号,传统的方法是将VGA信号通过视频转换器VGA—VIDEO变成视频信号,再通过视频采集卡在另一台PC机上显示采集。由于图象可直接采集到主机内存,图象处理可直接在内存中进行,因此图象处理的速度随CPU速度的不断提高而得到提高,因而使得对主机内存的图象进行并行实时处理成为可能。当采集卡的信号输入速率较高时,需要考虑图像采集卡与图像处理系统之间的带宽问题。实现对不同分辨率、不同刷新率图像的压缩在专业VGA采集卡基础上,TC 2102A音视频VGA采集卡可以随音切换画面,可支持一机多卡,卡上不但提供一路VGA信号,同时也具有两路视频和一路音频信号输入,支持所有视频采集、编辑、直播软件。PCI-E广播级VGA采集卡 TC2102 支持标准的DIRECT SHOW API进行开发,完全支持DIRECT SHOW ,WDM标准驱动,使用高效Master DMA模式,采用PCI-E1X接口。

在dcs系统中,信号的采集与预处理主要应考虑哪些问题

语音识别的基本过程 根据实际中的应用不同,语音识别系统可以分为:特定人与非特定人的识别、独立词与连续词的识别、小词汇量与大词汇量以及无限词汇量的识别。但无论那种语音识别系统,其基本原理和处理方法都大体类似。语音识别过程主要包括语音信号的预处理、特征提取、模式匹配几个部分。预处理包括预滤波、采样和量化、加窗、端点检测、预加重等过程。语音信号识别最重要的一环就是特征参数提取。提取的特征参数必须满足以下的要求:(1)提取的特征参数能有效地代表语音特征,具有很好的区分性; (2)各阶参数之间有良好的独立性;(3)特征参数要计算方便,最好有高效的算法,以保证语音识别的实时实现。在训练阶段,将特征参数进行一定的处理后,为每个词条建立一个模型,保存为模板库。在识别阶段,语音信号经过相同的通道得到语音特征参数,生成测试模板,与参考模板进行匹配,将匹配分数最高的参考模板作为识别结果。同时,还可以在很多先验知识的帮助下,提高识别的准确率。


在dcs系统中,信号的采集和预处理主要应考虑哪些问题

就是把现场仪表信号传输进控制室统一管理,分软体和硬体。分别需要懂仪表和电脑程序相关知识。集散控制系统及应用一、集散控制系统的基本概念集散控制系统是以微处理为基础的集中分散控制系统,它的主要特征是集中管理和分散控制。基本思路:、把集中的计算机控制系统分解为分散的控制系统,有专门的过程分散控制装置,在过程控制级各自完成过程中的部分控制和操作。、从模拟电动仪表的操作习惯出发,开发人—机间良好的操作界面,用于操作人员的监视操作。、为了使操作站与过程控制装置之间建立数据的联系,建立数据的通信系统,使数据能在操作人员和生产过程间相互传递。二、集散控制系统的基本结构、分散过程控制装置、操作管理装置、通信系统三、的基本组成部分、面向被控制现场的现场控制站。、面向操作人员的操作员站。、面向监督管理的工程师站。操作员站主要功能是为系统的运行操作提供人机界面,使操作员可以通过操作员站及时了解现场运行状态、各种运行参数、是否有异常情况发生。四、的特点、分级阶梯结构、分散控制、自治和协调性五、功能设计、现场的数据采集功能、监视报警功能、日志管理服务器功能、事故追忆功能、时间顺序记录功能()、二次高级计算功能、的人机界面集散控制系统简介,即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面,和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。首先,的骨架——系统网络,它是的基础和核心。由于网络对于整个系统的实时性、可靠性和扩充性,起着决定性的作用,因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数(),而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。其次,这是一种完全对现场处理并实现直接数字控制()功能的网络节点。一般一套中要设置现场控制站,用以分担整个系统的和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效,提高系统可靠性,也可以使各站点分担数据采集和控制功能,有利于提高整个系统的性能。的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面(或)功能的网络节点。系统网络是的工程师站,它是对进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点,其主要功能是提供对进行组态,配置工作的工具软件(即组态软件),并在在线运行时实时地监视网络上各个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定,使随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同,所有的都要求有系统组态功能,可以说,没有系统组态功能的系统就不能称其为。自年问世以来,已经经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中,虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变,但是经过不断的发展和完善,其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说,正在向着更加开放,更加标准化,更加产品化的方向发展。作为生产过程自动化领域的计算机控制系统,传统的仅仅是一个狭义的概念。如果以为只是生产过程的自动化系统,那就会引出错误的结论,因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了,它不仅包括过去中所包含的各种内容,还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构,向上发展到了生产管理,企业经营的方方面面。传统意义上的现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化,而工业自动化系统的概念,则应定位到企业全面解决方案,即的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题,才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。进入九十年代以后,计算机技术突飞猛进,更多新的技术被应用到了之中。是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备,它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛,以至于有些人已做出预测:基于现场总线的将取代成为控制系统的主角。


问:仪表的4~20mA输出信号,可以直接由2个系统并联采集吗?

如果仪表产生的4-20ma电流源容许负载侧接电阻产生的电压>20V,又二个系统可以不公地的话,如二个系统距离很远,用二个500欧电阻串联最好,见下图一。如果仪表产生的4-20ma电流源最大容许负载侧串接电阻压降小于20V,或二个系统公地的话,二个系统可以按图二连接。图中加运放器构成的电压跟随器,目的提高输入阻抗,确保2-10V的精度。


数显仪表的控制输出和变送输出的区别

以下回答给楼主点思路,因为我的回答可能不能刚好解决你问题,但是对你应该有帮助。控制输出意思是该路输出是用来控制其他回路的通断,比如继电器的闭合分段或者电铃的响停等。而变送输出应该是指将该数显仪采集来的信号(电压,电流信号)转变成数字信号传送给其他设备。比如一块数显表最基本应该有本块表使用的电源端子,用来接工作电源的可以是直流或交流。然后应该有信号输入端子通过其他采集方式比如电阻将信号输入本仪表。有的甚至应该有控制输出,就是用这个表来实现它所连接的设备的保护。再者有个变送输出,也可以是通讯,将信号传送给电脑或其他总控机器。--------------------回答不权威 ,仅供参考


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