quantizzazione

La quantizzazione è un concetto che indica il processo di trasformare grandezze continue in valori discreti, tipicamente limitati a un numero finito di livelli. Può riferirsi sia a fenomeni fondamentali della natura sia a procedure ingegneristiche.

In fisica, la quantizzazione descrive come alcune grandezze fisiche, come l’energia degli elettroni negli atomi, i momenti angolari o i campi elettromagnetici, assumano valori discreti e separati invece che continui. Introdotta dall’idea di Planck e dalla costante h, implica che talune quantità varino in passi elementari.

In informatica e nell’ingegneria dell’elaborazione del segnale, la quantizzazione è la fase in cui un segnale continuo, ad esempio un’onda audio o un’immagine, viene rappresentato con un numero finito di livelli di ampiezza o di colore. Questo processo introduce rumore di quantizzazione, proporzionale al passo tra i livelli.

Tra i principali schemi vi sono la quantizzazione uniforme (passo costante) e la quantizzazione non uniforme (ad es. companding o codifica adattiva). Esistono inoltre tecniche come la quantizzazione vettoriale, usata in compressione dati e coding audio e video, che migliora l’efficienza riducendo l’errore medio.

Nell’uso pratico, la quantizzazione è un compromesso tra fedeltà del segnale e quantità di dati da conservare. Fuori dall’ingegneria, in matematica e simulazione numerica si parla di discretizzazione di dominio continuo. In fisica, la quantizzazione è una proprietà intrinseca della natura a livello microscopico.