Kvantitointi

Kvantitointi on ilmiö, jossa jatkuvat suureet muutetaan tai jäsennetään diskreetteihin arvoihin. Se esiintyy sekä luonnontieteissä että teknisissä sovelluksissa. Esimerkiksi kvanttimekaniikassa energiatilat ovat kvantittuja ja suureet voivat ilmetä vain tietyillä arvoillaan, kun taas signaalinkäsittelyssä kvantitointia käytetään analogisen signaalin muuntamisessa digitaaliseksi.

Fysikaalisessa kontekstissa monet suureet muuttuvat askeleittain. Tämä rajoittaa mittauksen tarkkuutta ja määrittää, kuinka pienillä arvoilla suuretta voidaan mitata. Kvanttimekaniikan epävarmuusperiaate sekä laitteiden resoluutio vaikuttavat siihen, miten tarkka tulos on.

Digitaalisen signaalin käsittelyssä kvantitointi tarkoittaa prosessia, jossa jatkuva signaalin amplitudi muutetaan diskreetteihin arvoihin jokaiselle näytteelle. Kvantitointivirhe on ero todellisen signaalin ja sen kvantisoidun arvon välillä. Yleisiä ovat uniform- eli tasaviitekvantitointi sekä epätasaisempi kvantitointi, kuten μ-law ja A-law -menetelmät, joita käytetään erityisesti puhe- ja ääni-signaaleissa.

Kvantitointia käytetään monissa sovelluksissa, kuten äänentoistossa, video- ja kuvansiirrossa sekä telekommunikaatiossa. Se vaikuttaa signaalin laadulliseen dynamiikkaan ja kohinatasoon; kvantitointivirheitä voidaan hallita dither-tekniikoilla sekä optimoimalla näytteenottoa ja kvantitointiaskeleen kokoa.