Kvantiseerimisest

Kvantiseerimisest on juttu protsessist, mille käigus pidev suurus muudetakse diskreetsete väärtuste kogumikuks. Mõiste kasutatakse laialdaselt nii füüsikas kui signaalitöötluses ja infotehnoloogias. Kvantiseerimise tulemusena tekivad diskreetsed tasemed, mis asendavad pideva vahemiku.

Füüsikas on kvantiseerimine loomulik nähtus: energiatasemed ja nurgamomendid esinevad vaid teatud väärtustena. Näiteks elektronide energiatasemed aatomites ja fotonide energia E = hf. Selline kvantiseerimine võimaldab seletada musta keha kiirgust, aatomiliste spektrite nähtust ning kvantmehaanika põhiprintsiipe.

Signaalitöötluses tähendab kvantiseerimine pideva signaali amplituudi muutmist piiratud arvuks diskreetseid tasemeid. Analoogsignaalide digitaalseks muutmisel (ADC) jagatakse vahemik sammudeks Δ, mille suurus sõltub bittide arv n (tasemete arv on 2^n). Kvantiseerimisviga tekib pideva ja diskreetse väärtuste vahel ning võib märkimisväärselt mõjutada signaali kvaliteeti. Dithering ja suurem täpsus aitavad vea kontrolli all hoida. Kvantiseerimine seab samuti piirid dünaamilisele vahemikule ja tekitab müra, mida tuleb süsteemi kujundamisel arvesse võtta.

Matemaatiliselt on kvantiseerimine protsess, mis projektsioon kontinuaalse väärtuste kogumist diskreetsele alusele. See on fundamentaalne mõiste nii teoreetilises modelleerimises kui ka praktilises andmetöötluses, kus pidev mõõtmine või signaal tuleb kodeerida digitaalseks kujutiseks.

Kvantiseerimisest on oluline mõista, et erinevates valdkondades see määrab, kui täpne on pideva suuruse digitaalne esitus ning millised on piirangud ja vead.