Kwantiseringsfout

Kwantiseringsfout, ook bekend als kwantisatie-ruis, is een vorm van signaalvervorming die optreedt wanneer een continu analoog signaal wordt omgezet naar een digitaal signaal. Dit proces, analoog-naar-digitaal conversie genoemd, vereist dat de analoge waarden worden afgerond naar de dichtstbijzijnde beschikbare discrete digitale waarde. Het verschil tussen de werkelijke analoge waarde en de afgeronde digitale waarde is de kwantiseringsfout.

Deze fout is inherent aan het digitaliseringsproces, omdat de digitale representatie van het signaal nooit perfect de oneindige resolutie van het analoge signaal kan weergeven. De grootte van de kwantiseringsfout hangt af van het aantal bits dat wordt gebruikt om het signaal te kwantiseren. Meer bits resulteren in meer discrete niveaus en dus kleinere kwantiseringsfouten, wat leidt tot een hogere resolutie en nauwkeurigheid van het digitale signaal. Minder bits betekent minder discrete niveaus, grotere sprongen tussen waarden en dus grotere kwantiseringsfouten.

Kwantiseringsfout kan worden gemodelleerd als een willekeurige ruis die wordt toegevoegd aan het signaal. Hoewel het niet volledig kan worden geëlimineerd, kan het effect ervan worden verminderd door technieken zoals dithering, waarbij willekeurige ruis met een kleine amplitude aan het signaal wordt toegevoegd voordat het wordt gekwantiseerd. Dit helpt om de kwantiseringsfout meer uniform te verspreiden en te voorkomen dat deze zich als duidelijke vervorming manifesteert, vooral bij signalen met een lage amplitude. Kwantiseringsfout is een fundamenteel concept in digitale signaalverwerking en is relevant in toepassingen zoals audio-opname, beeldverwerking en telecommunicatie.