Sampling versus kwantificering
In digitale signaalverwerking en aanverwante gebieden zijn bemonstering en kwantisering twee methoden, eerder stappen, die worden gebruikt bij de discretisering van een analoog signaal bij het converteren naar een digitaal signaal. Met de komst van elektronica en computers zijn bijna alle technologische functies gedigitaliseerd, zodat ze door computers of andere digitale systemen kunnen worden afgehandeld. Deze twee zijn sleutelideeën bij de conversie van analoog naar digitaal.
Wat is Sampling?
Bij digitale signaalverwerking is sampling het proces waarbij een continu signaal wordt opgesplitst in een discreet signaal. Een veelgebruikt gebruik van het proces is de analoog naar digitaal conversie van een geluidssignaal. Het proces verdeelt de geluidsgolf in intervallen langs de tijdas om een reeks signalen te produceren. Hierdoor worden de waarden in de tijdas omgezet van continue naar discrete waarden met overeenkomstige grootheden. Het gesamplede signaal staat bekend als het Pulse Amplitude Modulated Signal.
Tijdens het proces, binnen een gedefinieerd tijdsinterval T, wordt een enkele maximale amplitude (een monster) geselecteerd om het hele interval weer te geven. Dus in plaats van een continu signaal te hebben, ontwikkelt het proces een signaal met een enkele amplitude die het hele tijdsinterval vertegenwoordigt. De grootte van de amplitude is echter nog steeds continu. Het onderdeel van het systeem dat dit proces uitvoert, staat bekend als de sampler.
Hoewel het signaal nu discrete waarden in de x-as heeft, is het signaal half continu en kan het digitaal niet correct worden weergegeven. Om een volledig discreet signaal te verkrijgen, wordt een tweede stap van discretisatie uitgevoerd.
Wat is kwantisering?
Bij digitale signaalverwerking is kwantisatie het proces waarbij een grotere set waarden wordt toegewezen aan een kleinere set. Het beste voorbeeld is het afronden van de getallen om ze hanteerbaar te maken. Overweeg het gewicht van een partij chocoladeballen. Ze wegen ergens tussen de 4,99 gram en 5,20 gram. In plaats van ze afzonderlijk te vermelden, is het een goede weergave als we zeggen dat de chocoladeballen 5,00 gram wegen. Om dit te doen, moet het gewicht van de ballen naar boven of naar beneden worden afgerond. Hetzelfde argument is van toepassing als je zegt dat de schoenen $ 15,00 waren, ook al was het prijskaartje $ 14,99.
Als we dit toepassen op signalen, heeft het gedeeltelijk gediscretiseerde signaal al een enkele continue waarde die elk tijdsinterval in het pulsamplitude-gemoduleerde signaal vertegenwoordigt. In het kwantiseringsproces worden de amplitudewaarden naar boven of naar beneden afgerond op de dichtstbijzijnde vooraf bepaalde waarde. Het resultaat is dat, in plaats van de amplitude van signalen met oneindig veel waarden, ze worden versmald tot een veel kleinere reeks waarden. Dit type signaal staat bekend als Pulse Code Modulated Signal.
Wat is het verschil tussen bemonstering en kwantisatie?
• Bij bemonstering wordt de tijdas gediscretiseerd, terwijl bij kwantisering de y-as of de amplitude wordt gediscretiseerd.
• Tijdens het bemonsteringsproces wordt een enkele amplitudewaarde geselecteerd uit het tijdsinterval om het weer te geven, terwijl bij kwantisering de waarden die de tijdsintervallen vertegenwoordigen worden afgerond, om een eindige set van mogelijke amplitudewaarden te creëren.
• Bemonstering wordt gedaan voorafgaand aan het kwantiseringsproces.
