Eșantionare vs cuantizare
În procesarea semnalului digital și în domeniile conexe, eșantionarea și cuantizarea sunt două metode, mai degrabă pași, utilizate în discretizarea unui semnal analogic în transformarea acestuia într-un semnal digital. Odată cu apariția electronicii și a computerelor, aproape toate funcțiile tehnologice sunt digitalizate, astfel încât să poată fi gestionate de computere sau alte sisteme digitale. Aceste două sunt idei cheie în conversia analog-digitală.
Ce este eșantionarea?
În procesarea digitală a semnalului, eșantionarea este procesul de descompunere a unui semnal continuu într-un semnal discret. O utilizare comună a procesului este conversia analog-digitală a unui semnal sonor. Procesul descompune unda sonoră în intervale de-a lungul axei timpului pentru a produce o secvență de semnale. Ca rezultat, valorile din axa timpului sunt convertite din valori continue în valori discrete cu mărimi corespunzătoare. Semnalul eșantionat este cunoscut sub denumirea de semnal modulat în amplitudine a impulsului.
În timpul procesului, într-un interval de timp definit T, este selectată o singură amplitudine maximă (o probă) pentru a reprezenta întregul interval. Deci, având mai degrabă un semnal continuu, procesul dezvoltă un semnal cu o singură amplitudine reprezentând întreg intervalul de timp. Cu toate acestea, mărimea amplitudinii este continuă. Componenta sistemului care execută acest proces este cunoscută sub numele de sampler.
Chiar dacă semnalul are acum valori discrete pe axa x, semnalul este pe jumătate continuu și nu poate fi reprezentat corect digital. Pentru a obține un semnal complet discret, se efectuează un al doilea pas de discretizare.
Ce este cuantizarea?
În procesarea semnalului digital, cuantizarea este procesul de mapare a unui set mai mare de valori la un set mai mic. Cel mai bun exemplu este rotunjirea numerelor pentru a le face ușor de gestionat. Luați în considerare greutatea unui lot de bile de ciocolată. Cântăresc undeva între 4,99 grame și 5,20 grame. În loc să le menționăm individual, este o bună reprezentare dacă spunem că biluțele de ciocolată cântăresc 5,00 grame. Pentru a face acest lucru, greutatea bilelor trebuie să fie rotunjită în sus sau în jos. Același argument se aplică atunci când spunem că pantofii costau 15,00 USD, chiar dacă prețul era de 14,99 USD.
Aplicând acest lucru semnalelor, semnalul parțial discretizat are deja o singură valoare continuă reprezentând fiecare interval de timp din semnalul modulat în amplitudine a impulsului. În procesul de cuantizare, valorile amplitudinii sunt fie rotunjite în sus, fie în jos la cea mai apropiată valoare predeterminată. Rezultatul este că, mai degrabă decât amplitudinea semnalelor care au infinit de valori, acestea sunt restrânse la un set mult mai mic de valori. Acest tip de semnal este cunoscut sub numele de semnal modulat cu cod de impuls.
Care este diferența dintre eșantionare și cuantizare?
• În eșantionare, axa timpului este discretizată, în timp ce, în cuantizare, axa y sau amplitudinea este discretizată.
• În procesul de eșantionare, o singură valoare a amplitudinii este selectată din intervalul de timp pentru a o reprezenta, în timp ce, în cuantizare, valorile reprezentând intervalele de timp sunt rotunjite, pentru a crea un set finit de posibile valori de amplitudine.
• Eșantionarea se face înainte de procesul de cuantificare.
