Kvantisaatiohäviötä

Kvantisaatiohäviö viittaa prosessiin, jossa analoginen signaali muunnetaan digitaaliseksi signaaliksi, ja tämä muunnos ei ole täydellinen. Analogisessa signaalissa on ääretön määrä mahdollisia arvoja, kun taas digitaalisessa signaalissa on vain rajallinen määrä arvoja, jotka edustavat näitä analogisia arvoja. Kvantisointi on prosessi, jossa analoginen signaali jaetaan joukkoon erillisiä tasoja tai "kvantteja". Kun analoginen arvo sijoitetaan lähimpään kvanttitasoon, tapahtuu virhe, jota kutsutaan kvantisointivirheeksi. Tämä virhe on merkki kvantisaatiohäviöstä.

Kvantisaatiohäviö vaikuttaa digitaalisen signaalin tarkkuuteen ja voi johtaa signaalin laadun heikkenemiseen, erityisesti silloin, kun signaali käsitellään tai siirretään. Mitä vähemmän kvanttitasoja käytetään, sitä suurempi on tyypillisesti kvantisointivirhe ja sitä merkittävämpi on kvantisaatiohäviö. Tämä ilmenee usein kohinana signaalissa. Esimerkiksi digitaalisessa äänenkäsittelyssä kvantisointivirhe voi kuulostaa häiriöääneltä tai pörinältä. Valokuvauksessa se voi ilmetä värialueiden portautumisena (banding).

Kvantisaatiohäviötä voidaan vähentää käyttämällä enemmän bittejä kvantisointiin, mikä lisää kvanttitasojen määrää ja pienentää siten kvantisointivirhettä. Esimerkiksi 8-bittinen kvantisointi johtaa suurempaan häviöön kuin 16-bittinen kvantisointi. Signaalinkäsittelyssä käytetään myös tekniikoita, kuten kohinanmuokkausta (dithering), joka lisää tarkoituksellisesti pientä satunnaiskohinaa signaaliin ennen kvantisointia. Tämä voi auttaa tasaamaan kvantisointivirhettä ja tekemään siitä vähemmän havaittavan, vaikka todellinen kvantisaatiohäviö ei katoaisikaan.