Vzorkovanie vs kvantifikácia
V digitálnom spracovaní signálu a súvisiacich oblastiach sú vzorkovanie a kvantovanie dve metódy, skôr kroky, používané pri diskretizácii analógového signálu pri jeho konverzii na digitálny signál. S príchodom elektroniky a počítačov sú takmer všetky technologické funkcie digitalizované, takže ich môžu ovládať počítače alebo iné digitálne systémy. Tieto dva sú kľúčovými myšlienkami analógovo-digitálnej konverzie.
Čo je odber vzoriek?
Pri digitálnom spracovaní signálu je vzorkovanie proces rozdelenia spojitého signálu na samostatný signál. Bežným použitím procesu je analógovo-digitálna konverzia zvukového signálu. Proces rozdeľuje zvukovú vlnu na intervaly pozdĺž časovej osi, aby vytvoril sekvenciu signálov. V dôsledku toho sa hodnoty na časovej osi prevedú zo spojitých na diskrétne hodnoty s príslušnými veľkosťami. Vzorkovaný signál je známy ako pulzne amplitúdový modulovaný signál.
Počas procesu sa v rámci definovaného časového intervalu T vyberie jedna maximálna amplitúda (vzorka), ktorá reprezentuje celý interval. Takže skôr s kontinuálnym signálom proces vyvíja signál s jednou amplitúdou reprezentujúcou celý časový interval. Veľkosť amplitúdy je však stále spojitá. Komponent systému, ktorý vykonáva tento proces, je známy ako sampler.
Aj keď má signál teraz na osi x diskrétne hodnoty, signál je napoly spojitý a nemôže byť správne digitálne reprezentovaný. Aby sa dosiahol úplne diskrétny signál, vykoná sa druhý krok diskretizácie.
Čo je kvantizácia?
Pri digitálnom spracovaní signálu je kvantizácia proces mapovania väčšej množiny hodnôt na menšiu množinu. Najlepším príkladom je zaokrúhľovanie čísel, aby sa dali zvládnuť. Zvážte hmotnosť dávky čokoládových guľôčok. Vážia niekde medzi 4,99 gramu a 5,20 gramu. Skôr ako ich uvádzať jednotlivo, je dobrým znázornením, ak povieme, že čokoládové guľôčky vážia 5,00 gramov. Aby ste to dosiahli, hmotnosť loptičiek sa musí zaokrúhliť nahor alebo nadol. Rovnaký argument platí, keď hovoríme, že topánky stáli 15,00 $, aj keď cenovka bola 14,99 $.
Ak to použijeme na signály, čiastočne diskretizovaný signál už má jednu súvislú hodnotu predstavujúcu každý časový interval v signáli modulovanom amplitúdou impulzov. V procese kvantovania sa hodnoty amplitúdy zaokrúhlia nahor alebo nadol na najbližšiu vopred určenú hodnotu. Výsledkom je, že namiesto amplitúdy signálov, ktoré majú nekonečne veľa hodnôt, sú tieto signály zúžené na oveľa menšiu množinu hodnôt. Tento typ signálu je známy ako pulzne kódovo modulovaný signál.
Aký je rozdiel medzi vzorkovaním a kvantizáciou?
• Pri vzorkovaní je časová os diskretizovaná, zatiaľ čo pri kvantovaní je diskretizovaná os y alebo amplitúda.
• V procese vzorkovania sa z časového intervalu vyberie jedna hodnota amplitúdy, ktorá ju bude reprezentovať, zatiaľ čo pri kvantizácii sa hodnoty predstavujúce časové intervaly zaokrúhlia, aby sa vytvorila konečná množina možných hodnôt amplitúdy.
• Vzorkovanie sa vykonáva pred procesom kvantovania.
