香农采样定理由谁提出?香农采样定理
一、香农定理是什么
香农定理是指由克劳德·香农提出的关于信息传输的定理,其中最为著名的是香农第二定理(有噪信道编码定理),它给出了在有随机热噪声的信道上传输数据信号时,信道容量与信道带宽、信噪比之间的关系,即Rmax=W*log2(1+S/N)。此外,香农还提出了香农第一定理(可变长无失真信源编码定理)和香农第三定理(保失真度准则下的有失真信源编码定理)。
二、带宽采样定理
所谓采样定理,又称香农采样定理,奈奎斯特采样定理,是信息论,特别是通讯与信号处理学科中的一个重要基本结论。
采样是将一个信号(即时间或空间上的连续函数)转换成一个数值序列(即时间或空间上的离散函数)。采样定理指出,如果信号是带限的,并且采样频率高于信号带宽的两倍,那么,原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。
带限信号变换的快慢受到它的最高频率分量的限制,也就是说它的离散时刻采样表现信号细节的能力是有限的。
采样定理是指,如果信号带宽不到采样频率的一半(即奈奎斯特频率),那么此时这些离散的采样点能够完全表示原信号。高于或处于奈奎斯特频率的频率分量会导致混叠现象。大多数应用都要求避免混叠,混叠问题的严重程度与这些混叠频率分量的相对强度有关。
采样频率必须大于被采样信号带宽的两倍,另外一种等同的说法是奈奎斯特定律必须大于被采样信号的带宽。如果信号的带宽是100Hz,那么为了避免混叠现象采样频率必须大于200Hz。换句话说就是采样频率必须至少是信号中最大频率分量频率的两倍,否则就不能从信号采样中恢复原始信号。
在模拟视频系统中,采样率定义为帧频和场频,而不是概念上的像素时钟。图像采样频率是传感器积分周期的循环速度。由于积分周期远远小于重复所需时间,采样频率可能与采样时间的倒数不同。
50Hz-PAL视频
60/1.001Hz-NTSC视频
当模拟视频转换为数字视频的时候,出现另外一种不同的采样过程,这次是使用像素频率。一些常见的像素采样率有:
13.5MHz-CCIR601、D1video
高频luminance成分的混淆现象作为摩尔纹出现。