Чем чаще производится замер, тем меньше ширина импульса и меньше погрешность дискретизации. Правда, при этом увеличивается объём выборки данных и, соответственно, затраты на хранение и обработку данных.
А нет ли оптимального значения частоты выборки , при котором и погрешность дискретизации не слишком велика, и объём данных возрастает не чрезмерно? В 1933 году на этот вопрос ответил советский ученый В. А. Котельников. Он доказал теорему, впоследствии названную его именем, из которой в качестве следствия вытекает простое правило: при аналого-цифровом преобразовании периодического сигнала частота дискретизации должна превышать частоту самого сигнала не менее чем в два раза.
Наши органы слуха различают звуковые частоты до 20 кГц. Удвоив эту величину, мы получаем, что при звукозаписи частота дискретизации должна составлять примерно 40 кГц. Когда в 1986 году утверждали международный стандарт для записи музыки на компакт-дисках, была принята «с запасом» частота дискретизации 44,1 кГц. Позже, когда утверждали стандарт записи звука на DVD-носителях, «запас» увеличили и приняли значение 48 кГц.
Поток данных
Размер звуковой выборки данных имеет важное технологическое значение, но не характеризует напрямую ни продолжительность звукозаписи, ни её качество, а ведь это основные потребительские параметры. Так, например, выборка размером 10 Мбайт может содержать как одну минуту музыки, записанной с высоким качеством, так и целый час речи, записанной с низким качеством.
Чтобы различить параметры, отвечающие за продолжительность звукозаписи и за её качество, формулу вычисления размера выборки данных преобразуют следующим образом:
( |
) |
( |
) |
Здесь параметр определяет продолжительность звукозаписи, а комплекс — её качество. Величина называется потоком данных. Она выражает количество данных, проходящих по информационному каналу в единицу времени, и измеряется количеством бит в секунду (бит/с).
Кодирование видеозаписей
Видеоряд представляет собой коллекцию отдельных изображений, называемых кадрами. Каждый кадр — самостоятельный графический объект, имеющий в коллекции определенное положение (порядковый номер). Таким образом, кодирование видеоряда сводится к кодированию коллекции кадров.
В результате кодирования видеоряда образуется выборка данных. Кроме отдельных выборок данных для каждого из кадров, в неё также входят выборки звуковых данных, потому что современная видеозапись практически всегда сопровождается звукозаписью.
Оценка размера выборки видеоданных
Размер выборки данных ( ), образующейся при кодировании видео, определяется следующими факторами:
91