Kvantointijärjestelmä

Kvantointijärjestelmä viittaa prosessiin, jossa jatkuva signaali tai data muunnetaan diskreetteihin arvoihin. Tämä on olennainen osa digitaalista signaalinkäsittelyä ja monia muita teknologisia sovelluksia. Kvantointi jakaa signaalin arvoalueen joukoksi erillisiä tasoja, ja jokainen signaalin arvo pyöristetään lähimpään kvantointitasoon. Tämän prosessin seurauksena alkuperäisestä jatkuvasta signaalista tulee approksimaatio, joka koostuu rajallisesta määrästä numeerisia arvoja.

Kvantoinnin tarkkuus riippuu kvantointitasojen määrästä. Mitä enemmän tasoja käytetään, sitä pienempi on kvantisointivirhe ja sitä tarkemmin kvantattu signaali edustaa alkuperäistä signaalia. Kvantointivirhe on ero alkuperäisen jatkuvan arvon ja sen kvantatun diskreetin arvon välillä. Tämä virhe on luontainen osa kvantisointiprosessia ja sitä pyritään minimoimaan.

Kvantointijärjestelmiä käytetään laajasti esimerkiksi digitaalisessa äänen- ja kuvankäsittelyssä. Äänisignaalien digitointi vaatii kvantisointia, jotta analoginen ääniaalto voidaan esittää digitaalisessa muodossa. Samoin kuvadatan, kuten kameran tallentaman kuvan, pikseliarvot kvantisoidaan tiettyyn määrään värisävyjä tai kirkkaustasoja. Myös tiedonsiirrossa, datakompressiossa ja mittausjärjestelmissä kvantisointi on keskeinen tekniikka.