Kvantisointihäiriö

Kvantisointihäiriö on signaalinkäsittelyssä esiintyvä ilmiö, joka syntyy analogisen signaalin muuntamisessa digitaaliseksi. Kun analoginen signaali, joka voi saada minkä tahansa arvon tietyllä välillä, esitetään digitaalisessa muodossa, sen arvot on rajoitettava diskreetteihin tasoihin. Tämä kvantisointiprosessi johtaa virheeseen, koska todellista analogista arvoa ei voida esittää täydellisesti yhdellä digitaalisella tasolla.

Tämä kvantisointivirhe, eli kvantisointihäiriö, on ero alkuperäisen analogisen signaalin ja sen kvantitetun digitaalisen esityksen välillä. Kvantisointihäiriö on luonteeltaan satunnaista kohinaa, jonka suuruus riippuu käytettyjen kvantisointitasojen lukumäärästä. Mitä enemmän kvantisointitasoja on käytettävissä (eli mitä suurempi on kvantisointiresoluutio, kuten bittien määrä), sitä pienempi on kvantisointihäiriö ja sitä tarkempi on digitaalinen esitys alkuperäisestä signaalista.

Kvantisointihäiriön vaikutuksia pyritään minimoimaan useilla tavoilla. Yksi yleinen menetelmä on ylinäytteistys, jossa signaalia näytteistetään useammin kuin Nyquistin Shannonin teoreeman mukaan vaaditaan. Tämän jälkeen voidaan soveltaa digitaalista suodatusta, joka auttaa poistamaan kvantisointihäiriön korkeampia taajuuskomponentteja. Kvantisointihäiriö on merkittävä tekijä digitaalisten ääni-, kuva- ja videolaitteiden suorituskyvyssä ja signaalinlaadussa.