Sämplimine vs kvantimine
Digitaalses signaalitöötluses ja sellega seotud valdkondades on diskreetimine ja kvantimine kaks meetodit, pigem etapid, mida kasutatakse analoogsignaali diskretiseerimiseks selle digitaalsignaaliks teisendamiseks. Elektroonika ja arvutite tulekuga on peaaegu kõik tehnoloogilised funktsioonid digiteeritud, et neid saaks käsitseda arvutite või muude digitaalsete süsteemide abil. Need kaks on põhiideed analoog-digitaalmuundamisel.
Mis on proovivõtt?
Digitaalse signaalitöötluse puhul on diskreetimine pideva signaali jaotamine diskreetseks signaaliks. Protsessi levinud kasutusala on helisignaali analoog-digitaalmuundamine. Protsess jagab helilaine ajateljel intervallideks, et tekitada signaalide jada. Selle tulemusena teisendatakse ajateljel olevad väärtused pidevatest vastavate suurustega diskreetseteks väärtusteks. Sämplitud signaali nimetatakse impulsi amplituudiga moduleeritud signaaliks.
Protsessi käigus valitakse kindlaksmääratud ajaintervalli T jooksul üks maksimaalne amplituud (proov), mis esindab kogu intervalli. Nii et pigem pideva signaali korral arendab protsess signaali ühe amplituudiga, mis esindab kogu ajavahemikku. Siiski on amplituudi suurus pidev. Seda protsessi teostavat süsteemi komponenti nimetatakse proovivõtturiks.
Kuigi signaalil on praegu x-teljel diskreetsed väärtused, on signaal pooleldi pidev ja seda ei saa digitaalselt õigesti esitada. Täiesti diskreetse signaali saavutamiseks viiakse läbi diskreetsuse teine etapp.
Mis on kvantimine?
Digitaalses signaalitöötluses on kvantimine protsess, mille käigus vastendatakse suurem väärtuste kogum väiksemaks. Parim näide on arvude ümardamine, et muuta need hallatavaks. Võtke arvesse šokolaadipallide partii kaalu. Need kaaluvad kuskil 4,99–5,20 grammi. Selle asemel, et neid eraldi välja tuua, on hea esitus, kui ütleme, et šokolaadipallid kaaluvad 5,00 grammi. Selleks tuleb pallide kaal ümardada üles või alla. Sama argument kehtib ka siis, kui öeldakse, et kingad olid 15,00 $, kuigi hinnasilt oli 14,99 $.
Rakendades seda signaalidele, on osaliselt diskreteeritud signaalil juba üks pidev väärtus, mis tähistab iga ajavahemikku impulsi amplituudiga moduleeritud signaalis. Kvantimisprotsessis ümardatakse amplituudi väärtused üles või alla lähima ettemääratud väärtuseni. Tulemuseks on see, et selle asemel, et signaalide amplituudil on lõpmatult palju väärtusi, on need kitsendatud palju väiksemaks väärtuste hulgaks. Seda tüüpi signaali nimetatakse impulsskoodiga moduleeritud signaaliks.
Mis vahe on proovivõtul ja kvantimisel?
• Diskreetsuse korral ajatelg diskreteeritakse, kvantiseerimisel aga y-telg või amplituud.
• Diskreetimisprotsessis valitakse ajavahemikust üks amplituudi väärtus, mis seda esindab, samas kui kvantiseerimisel ümardatakse ajavahemikke esindavad väärtused, et luua võimalike amplituudiväärtuste lõplik kogum.
• Enne kvantimisprotsessi võetakse proovid.
