Kvantiseringsartefakter

Kvantiseringsartefakter är distorsioner eller fel som uppstår när ett kontinuerligt signalvärde representeras med ett begränsat antal diskreta nivåer, till exempel när analoga signaler digitaliseras eller när lossy-komprimering används på bilder, ljud eller video. Artefakter uppkommer särskilt när bitdjupet eller kvantiseringsnivån är litet och den uppmätta signalen förstärks av efterföljande bearbetning eller återgivning.

Hur artefakter uppstår: vid kvantisering avrundas eller grupperas signalens värden till närmaste representerbara nivå, vilket introducerar kvantiseringsfel som inte är helt slumpmässiga. I bilder kan detta ge posterisation eller färgbandning där färgerna upplevs som tydliga band snarare än mjuka övergångar. I ljud kan kvantiseringsbrus framträda som hörbar brusdisk eller distortion, särskilt vid lågt bitdjup. I video och andra transformbaserade kodningar kan kvantiseringssteget bidra till blockartefakter, sudd, ringing eller mosquitosisering beroende på kodningens parametrar.

Vanliga domäner och exempel: i digitala bilder uppträder färgbandning i mörka eller överexponerade områden med få färgnyanser; i ljud uppträder distorsion när dynamikansområdet inte är tillräckligt; i videor kan högkomprimering ge synliga block runt scener med mycket detalj. Kvantisering används nödvändigtvis för att minska data, men artefakterna är en bieffekt av att representera ett oändligt variabelt signalvärde med ett begränsat antal nivåer.

Minskning och hantering: öka bitdjupet eller använda icke-linéär kvantisering samt dithering för att sprida kvantiseringsfelen över tid eller rum. I bilder och video används ofta perceptuella eller anpassade kvantiseringsmodeller och färgrumshantering för att minska synliga artefakter; i ljud kan dither och högre bithastighet minska hörbar kvantiseringsbrus. Kodare och codecs kan ge justerbara kvantiseringsparametrar för att balansera kvalitet och filstorlek.