näytteenottotaajuudelle

Näytteenottotaajuus, englanniksi sampling rate, on digitaalisessa signaalinkäsittelyssä keskeinen käsite, joka kuvaa sitä, kuinka monta kertaa aikasarjadatan näytettä otetaan tietyn aikavälin aikana. Tämä aikaväli on yleensä yksi sekunti. Se ilmoitetaan hertseinä (Hz), jossa 1 Hz vastaa yhtä näytettä sekunnissa. Esimerkiksi 44100 Hz näytteenottotaajuus tarkoittaa, että signaalista otetaan 44100 mittausta joka sekunti.

Näytteenottotaajuuden valinta on ratkaisevan tärkeää signaalin rekonstruoinnin tarkkuuden kannalta. Nyquist-Shannonin näytteenottoteoreeman mukaan, jotta alkuperäinen analoginen signaali voidaan täysin ja vääristymättömästi rekonstruoida digitaalisesta datasta, näytteenottotaajuuden on oltava vähintään kaksi kertaa korkeampi kuin signaalin korkein taajuuskomponentti. Tätä kutsutaan Nyquistin taajuudeksi. Jos näytteenottotaajuus on liian alhainen, tapahtuu aliasing-ilmiö, jossa korkeammat taajuudet virheellisesti ilmestyvät matalampina taajuuksina, mikä vääristää signaalia.

Eri sovelluksissa käytetään erilaisia näytteenottotaajuuksia. Esimerkiksi CD-laadun digitaalisessa äänentoistossa käytetään yleisesti 44100 Hz:n näytteenottotaajuutta, joka riittää kattamaan ihmisen kuuloalueen. Joissakin ammattimaisissa äänityssovelluksissa ja videoissa voidaan käyttää korkeampia näytteenottotaajuuksia, kuten 48000 Hz, 96000 Hz tai jopa 192000 Hz, tarkkuuden parantamiseksi tai joustavuuden lisäämiseksi jälkikäsittelyssä. Kuvantamisessa ja muissa digitaalisissa signaalinkäsittelysovelluksissa näytteenottotaajuuden käsite on vastaava, mutta se liittyy avaruudelliseen tai muuhun ulottuvuuteen.