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과학

업샘플링

업샘플링과학
영문명
Upsampling
정수 배율 연산
표본 사이에 0 삽입
배율 L
입력 표본당 출력 L개
관련 처리
보간 필터
업샘플링은 신호를 더 높은 표본률의 수열로 표현하는 처리다. 정수 배율의 기본 연산에서는 원래 표본 사이에 0을 넣는다. 이 연산 자체와, 추가 위치의 값을 필터로 계산하는 보간 과정은 구분한다. 표본 수가 늘었다는 사실만으로 원래 없던 관측 정보가 생기지는 않는다.

세 배 수열의 예

원래 수열이 2, -1, 4이고 배율이 3이라면 각 표본 다음에 0 두 개씩을 배치하는 유한 배열을 만들 수 있다. 결과는 2, 0, 0, -1, 0, 0, 4, 0, 0이다. 끝부분의 배열 길이와 출력 위치는 구현의 경계 규칙까지 확인한다.

같은 시간을 더 촘촘히 표현한다

입력 표본률이 초당 8,000개이고 배율이 3이면 새 표본률은 초당 24,000개다. 입력 간격 125 마이크로초에 대응하는 새 간격은 약 41.67 마이크로초다. 배열을 늘리고도 원래 표본률을 그대로 해석하면 재생 시간과 주파수 해석이 달라진다.

삽입한 0은 측정값이 아니다

추가 위치의 0은 연산을 위한 자리이며 원래 연속 신호가 그 순간 실제로 0이었다는 뜻이 아니다. 보간 필터는 주변 원 표본을 이용해 그 위치를 채운다. 어떤 필터와 대역 가정을 사용했는지에 따라 결과가 달라진다.

보간과 관측을 구별한다

이미 얻은 데이터에 표본을 추가하는 디지털 처리와 처음부터 높은 표본률로 측정하는 오버샘플링은 같은 과정이 아니다. 업샘플링으로 더 촘촘한 수열을 만들어도 입력 데이터에서 잃어버린 세부 정보를 무조건 복원할 수는 없다.

관련 문서

표본화 / 오버샘플링 / 데시메이션 / 제로 패딩 / FIR 필터 / 저역 통과 필터 / 합성곱