Quantisatieartefacten

Quantisatieartefacten zijn artefacten die ontstaan wanneer een continu signaal wordt omgezet naar een discrete representatie met een beperkt aantal niveaus of bits. Dit gebeurt bij analoog-naar-digitaal conversie, bij digitale beeld- en video-compressie en bij digitale audio. Quantisatie houdt in dat waarden worden afgerond of getrokken naar vaste quantisatieniveaus, waardoor fijne details verloren kunnen gaan en duidelijke structuren of randen vervagen.

In afbeeldingen en video komen quantisatieartefacten vaak naar voren als banding in vloeiende grijstinten (staircasing langs gradients), kleurbanden of contouren. Bij blokgebaseerde compressie zoals JPEG of MPEG kunnen blocking artefacts optreden, waarbij soms zichtbare randen tussen 8x8-blokken ontstaan. Andere gerelateerde verschijnselen zijn deblocking- en ringing-artefacten rondom scherpe randen, en mosquitos in de buurt van sterke hoge-contrastovergangen.

In audio leidt quantisatie tot quantization noise, een subtiele of soms verrassend hoorbare ruis die toeneemt bij lagere bitdieptes of verminderde dynamiek. Deze ruis is vaak beter hoorbaar in stille passages of bij hoge-orde frequenties. Het exacte type en de perceptie van artefacten hangen af van de gebruikte quantisatiemethode, de bitdiepte, de samplefrequentie en de compressie-instellingen.

Mitigatie-mechanismen omvatten het kiezen van een hogere bitdiepte of sampling-snelheid, het toepassen van dithering om de fout te spreiden, en het gebruik van perceptuele of adaptieve quantisatie. Ook geavanceerde codecs met betere quantisatiematrices, ruisbesturing en deboking-filters helpen de zicht- of hoorbaarheid van quantisatieartefacten te verminderen. Het correct toepassen van gamma-correctie en post-processing kan verdere opvallendheid beperken.