kvantisaatiovirheet

Kvantisaatiovirhe tarkoittaa eroa alkuperäisen signaalin ja sen kvantisoidun (diskretoidun) version välillä. Kvantisaatio tapahtuu silloin, kun analoginen signaali muunnetaan digitaaliseen muotoon ja tallennetaan tai käsitellään bittisellä muodolla. Kvantisaatiovirhe on siis se epäonnistuminen, jolla continous-arvot poikkeavat kvantisoiduista arvoista.

Kvantisointiväli Δ määrittää käytettyjen arvojen koon ja siten virheen suuruuden. Pienempi Δ johtaa pienempään virheeseen, mutta suurentaa tiedonsiirtää tai tallennustarvetta. Yleisesti kvantisaatiovirhe on rajoitettu välillä [-Δ/2, Δ/2], ja sen keskimääräinen neliövirhe on Δ^2/12, kun kvantisoimiseen liittyvä syötteen jakauma oletetaan tasaiseksi.

Sovelluksissa kvantisaatiovirhe ilmenee kohinana ja mahdollisesti näkyvänä laadun heikkenemisenä: äänitteissä kuului kohinaa, kuvissa voidaan havaita värin tai sävyn banding-ilmiöitä. Kvantisaatiovirheen suunnittelussa keskeistä on SQNR eli kvantisaation signaalirivihi- eli signaalin ja virheen suhde. Yleinen n-bittinen kvantisaatio tuottaa likimäärin SQNR:n likimääräisesti 6.02N+1.76 dB, mikä kuvaa virheen riippuvuutta bittisyvyydestä.

Vähentäminen perustuu suuremman bittisyvyyden käyttämiseen, dither-tekniikoiden hyödyntämiseen sekä tarkoitukseen sopivien kvantisointitapojen valintaan. Kvantisaatiovirheitä hallitaan yleisesti suunnittelemalla järjestelmä siten, että virhe on mahdollisimman tasainen ja ei systemaattinen suhteessa signaaliin.