Razlika med vzorčenjem in kvantizacijo

Vzorčenje proti kvantizaciji

V digitalni obdelavi signalov in z njim povezanih poljih sta vzorčenje in kvantizacija dve metodi, in sicer koraki, ki se uporabljata pri diskretizaciji analognega signala pri pretvorbi v digitalni signal. S pojavom elektronike in računalnikov so digitalizirane skoraj vse tehnološke funkcije, da jih lahko upravljajo računalniki ali drugi digitalni sistemi. Ta dva sta ključni ideji analogne digitalni pretvorbi.

Kaj je vzorčenje?

Pri digitalni obdelavi signalov je vzorčenje postopek ločevanja neprekinjenega signala na diskretni signal. Običajna uporaba postopka je analogna digitalni pretvorbi zvočnega signala. Proces razdeli zvočni val na intervale vzdolž časovne osi, da ustvari zaporedje signalov. Kot rezultat, se vrednosti v časovni osi pretvorijo iz neprekinjenih v diskretne vrednosti z ustreznimi velikostmi. Vzorčeni signal je znan kot impulzno moduliran signal.

Med postopkom se v določenem časovnem intervalu T izbere ena največja amplituda (vzorec), ki predstavlja celoten interval. Torej postopek, ki ima neprekinjen signal, razvije signal z enojno amplitudo, ki predstavlja celoten časovni interval. Vendar pa je še vedno velikost amplitude neprekinjena. Sestavni del sistema, ki izvaja ta postopek, je znan kot vzorčevalec.

Čeprav ima signal zdaj v osi x diskretne vrednosti, je signal napol neprekinjen in ga ni mogoče digitalno pravilno predstaviti. Za dosego popolnoma diskretnega signala se izvede drugi korak diskretizacije.

Kaj je kvantizacija?

Pri digitalni obdelavi signalov je kvantizacija postopek preslikave večjega niza vrednosti na manjši niz. Najboljši primer je zaokroževanje številk, da bodo lahko obvladljive. Upoštevaj težo serije čokoladnih kroglic. Tehtajo nekje med 4,99 grama in 5,20 grama. Namesto, da jih navajamo posamezno, je dobra predstavitev, če rečemo, da čokoladne kroglice tehtajo 5,00 grama. Če želite to narediti, morate težo kroglic zaokrožiti navzgor ali navzdol. Isti argument velja tudi, ko so čevlji rekli 15,00 dolarjev, čeprav je cena znašala 14,99 dolarja.

Če to uporabimo za signale, ima delno diskretiziran signal že eno samo zvezno vrednost, ki predstavlja vsak časovni interval v impulzno moduliranem signalu impulza. V postopku kvantizacije so vrednosti amplitude zaokrožene navzgor ali navzdol na najbližjo vnaprej določeno vrednost. Rezultat tega je, da so namesto amplitude signalov, ki imajo neskončno veliko vrednosti, zožene na veliko manjši nabor vrednosti. Ta vrsta signala je znana kot impulzni moduliran signal.

Kakšna je razlika med vzorčenjem in kvantizacijo?

• Pri vzorčenju se časovna os diskretira, pri kvantizaciji je os y ali amplituda diskretna.

• V postopku vzorčenja se v časovnem intervalu, ki ga predstavlja, izbere ena sama amplitudna vrednost, medtem ko se pri kvantizaciji vrednosti, ki predstavljajo časovne intervale, zaokrožijo, da se ustvari končni nabor možnih vrednosti amplitude.

• Vzorčenje se opravi pred postopkom kvantizacije.