Sampling

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Begriff


Der Begriff Sampling (englisch sample = 'Stichprobe', 'Auswahl') steht für Entnahme von Stichproben, um Informationen über eine bestimmte Menge zu erhalten. Als Kulturtechnik ist Sampling in der Musik bekannt. Bestimmte Motive oder andere Elementen werden von einem Musikstück mit teils leichter Verfremdung in einem anderen Übernommen.


Medienwissenschaftliche Perspektive


In der Nachrichtentechnik beschreibt Sampling die Abtastung eines Signals. Um aus einem zeitkontinuierlichem Signal ein zeitdiskretes Signal zu gewinnen, werden in gleichmäßigen Zeitintervallen diskrete Messpunkte gemessen. Die Zahl der Messungen bzw. Samples pro Sekunde wird als Abtastrate bezeichnet. Um ein analoges zeitkontinuierliches Signal vollkommen zu digitalisieren, bedarf es neben der Abtastung zusätzlich einer Quantisierung. Hierbei wird zur Wertediskretisierung der Messbereich der Eingangsgröße in eine endliche Zahl aneinander grenzender Intervalle unterteilt und jedem eine Quantisierungsstufe zugewiesen. Das zeitdiskrete Signal wird nun über die Quantisierungskennlinie auf die einzelnen Stufen umgesetzt. Das nun zeit- und wertediskrete Signal wird Digitalsignal genannt. Je mehr Abtastungen entnommen werden, desto genauer wird das analoge Signal abgebildet, desto mehr Daten müssen aber auch verarbeitet und gespeichert werden. Man ist daher daran interessiert, möglichst wenige Abtastungen vornehmen zu müssen, will aber das kontinuierliche Signal wieder eindeutig rekonstruieren können. Die Abtastfrequenz muss mindestens doppelt so groß sein wie die höchste im Signal vorkommende Frequenz (Signal-Grenzfrequenz). Wird dieses Abtasttheorem eingehalten, kann das Originalsignal aus dem abgetasteten Signal exakt rekonstruiert werden (mittels einer Tiefpassfilterung). Wird das Abtasttheorem nicht eingehalten, treten bei der Rekonstruktion sogenannte Aliasing-Fehler auf. Das Originalsignal kann nicht fehlerfrei rekonstruiert werden.[1]

Durch die Abtastung geht die Zeitinformation des kontinuierlichen Signals verloren. Schreibt man die Abtastdaten auf eine Liste, kann man nicht erkennen, welche Zeit zwischen den Abtastungen vergeht. Das abgetastete Signal ist bezüglich seiner zeitlichen Verteilung also dimensionslos. Dieser Umstand kann bei einer Rückführung in eine analoges Signal beispielsweise zur Wiedergabe problematisch sein. Gleichzeitig machen sich z.B. Synthesizer diesen Umstand zunutze. Werden die Werte in unterschiedlichen Geschwindigkeiten an den Digital-Analog-Wandler geschickt, können so Töne unterschiedlicher Frequenz erzeugt werden.

Beim Sampling werden die Unterschiede zwischen analog und diskret besonders deutlich. So ist der Umstand, dass aus einem diskreten Signal wieder ein kontinuierliches werden kann (und umgekehrt) an sich erstaunlich. So werden tatsächlich "Zeitereignisse zu Momenten"[2] Der kontinuierliche Zeitfluss wird mithilfe der zeitdiskreten Abtastung in alphanumerischen Code überführt. Zu jedem Abtastzeitpunkt wird eine eindeutige Zuordnung zu einem Zahlenwert erfordert. Ein Wesenszug des Reellen - die Unschärfe - ist für die diskrete Abtastung unzulässig.


Artefakte


Abtasttheorem


Weiterführendes


Bickel, Peter : Musik aus der Maschine . Berlin 1992.

Dieter Stotz : Abtastung und Digitalisierung.In Computergestützte Audio- und Videotechnik S.35-78 Springer, Berlin, Heidelberg

Fischer, Matthias: Die Stimme der Musik und die Schrift der Apparate. In: Fischer, Holland, Rzehulka (Hg.), Gehörgänge/Zur Ästhetik der musikalischen Aufführung und ihrer technischen Reproduzierbarkeit. München 1986, S. 9-44.


Textverweise


  1. vgl. D. Stotz, Computergestützte Audi- und Videotechnik - Multimediatechnik in der Anwendung. Springer-Verlag Berlin Heidelberg S.37 ff.
  2. Wolfgang Ernst, Chronopoetik: Zeitweisen Und Zeitgaben von Medien (Berlin: Kulturverlag Kadmos Berlin. 2012), S.270.