kvantointihäiriöön

Kvantointihäiriö, joka tunnetaan myös kvantisointivirheenä, on ilmiö digitaalisessa signaalinkäsittelyssä, joka syntyy jatkuvan signaalin muuntamisesta digitaaliseen muotoon. Tämä muunnos tapahtuu yleensä analogia-digitaalimuuntimella (ADC), joka edustaa analogisen signaalin jokaista arvoa rajallisella määrällä digitaalisia tasoja. Kvantointihäiriö on ero todellisen analogisen arvon ja sen lähimmän kvantisoidun digitaalisen arvon välillä.

Tämä virhe on luontainen prosessille, koska se pyrkii kuvaamaan ääretöntä määrää analogisia arvoja äärellisellä joukolla. Kvantointihäiriön suuruus riippuu kvantisoinnin resoluutiosta, eli bittien määrästä, jolla signaali digitalisoidaan. Mitä suurempi resoluutio (enemmän bittejä), sitä pienempiä kvantisointiaskeleet ovat ja sitä pienempi on kvantisointihäiriö. Kvantointihäiriö vaikuttaa signaalin tarkkuuteen ja voi aiheuttaa kohinaa tai vääristymiä, erityisesti heikoissa signaaleissa.

Sen minimointiin voidaan käyttää erilaisia tekniikoita. Yksi yleinen menetelmä on ylinäytteistys (oversampling), jossa signaalia otetaan näytteitä nopeammin kuin mitä Nyquistin teoreema vaatii, ja sen jälkeen käytetään digitaalista suodatusta. Toinen tapa on kohinanmuodostus (noise shaping), jossa kvantisointihäiriön tehoa siirretään pois signaalin kannalta tärkeiltä taajuuskaistoilta. Kvantointihäiriö on keskeinen käsite kaikilla digitaalisen äänen, kuvan ja muun datan käsittelyn aloilla.