Kvantisaatiovirhettä

Kvantisaatiovirhettä, tunnettu myös nimellä kvantisointikohina, on ilmiö, joka syntyy digitaalisten signaalinkäsittelyjärjestelmien käytössä, erityisesti analogia-digitaalimuunnoksessa (ADC). Kun analoginen signaali, joka voi saada minkä tahansa arvon tietyllä alueella, muunnetaan digitaaliseen muotoon, sen arvot on rajoitettava tiettyihin diskreetteihin tasoihin. Tämä prosessi, nimeltään kvantisointi, johtaa siihen, että alkuperäisen analogisen signaalin tarkat arvot pyöristetään lähimpään sallittuun digitaaliseen tasoon. Ero todellisen analogisen arvon ja sen kvantisoidun digitaalisen esityksen välillä on kvantisaatiovirhettä.

Kvantisaatiovirhettä voidaan mallintaa usein satunnaisena kohinana, joka lisätään alkuperäiseen signaaliin. Virheen suuruus riippuu käytettyjen kvantisointitasojen lukumäärästä, eli ADC:n resoluutiosta (bittien määrästä). Korkeampi resoluutio tarkoittaa enemmän kvantisointitasoja ja siten pienempää kvantisaatiovirhettä. Joskus kvantisointivirhettä voidaan pienentää tekniikoilla, kuten ylinäytteistyksellä ja kohinanmuokkausalgoritmeilla, jotka pyrkivät hajauttamaan virheen laajemmalle taajuusalueelle, missä se on helpommin suodatettavissa tai vähemmän havaittavissa. Kvantisaatiovirhettä on olennainen osa digitaalista signaalinkäsittelyä ja sen ymmärtäminen on tärkeää suunniteltaessa ja analysoitaessa digitaalisia järjestelmiä.