Kvantisointimenetelmä

Kvantisointimenetelmä viittaa prosessiin, jossa jatkuva signaali tai tieto muunnetaan diskreetteihin, rajallisiin arvoihin. Tämä on perustavanlaatuinen tekniikka digitaalisessa signaalinkäsittelyssä, tietotekniikassa ja useilla muilla tieteenaloilla. Kvantisointi on välttämätöntä analogisen maailman muuttamiseksi digitaaliseen muotoon, jota tietokoneet voivat käsitellä ja tallentaa.

Prosessiin kuuluu tyypillisesti signaalin arvojen ryhmittely tiettyihin tasoihin tai "kvantteihin". Jokainen alkuperäisen signaalin arvo edustetaan sitten lähimmällä kvanttitasolla. Esimerkiksi ääntä kvantisoitaessa jatkuva analoginen aaltomuoto edustaa jatkuvasti muuttuvia jännitteitä. Digitaalisessa muodossa tämä aaltomuoto on jaettava pienempiin aikaväleihin (näytteenotto) ja jokaisen näytteen arvo on sitten kvantisoitava. Jos käytössä on kahdeksan bittiä, on 256 mahdollista kvanttitasoa, ja jokainen näyte annetaan arvo, joka vastaa yhtä näistä 256 tasosta.

Kvantisoinnin seurauksena syntyy kvantisointivirhettä, joka on ero alkuperäisen jatkuvan arvon ja sen diskreetin edustuksen välillä. Tämän virheen suuruus riippuu käytettyjen kvanttitasojen määrästä; suurempi määrä tasoja johtaa pienempään virheeseen, mutta vaatii enemmän tallennustilaa tai kaistanleveyttä. Kvantisointimenetelmää käytetään laajasti digitaalisessa äänentoistossa, kuvankäsittelyssä, datakompressiossa ja monissa mittausjärjestelmissä.