Sampling vs Quantization
I digital signalbehandling og relaterte felt er sampling og kvantisering to metoder, snarere trinn, som brukes i diskretiseringen av et analogt signal for å konvertere det til et digit alt signal. Med bruken av elektronikk og datamaskiner er nesten alle de teknologiske funksjonene digitalisert slik at de kan håndteres av datamaskiner eller andre digitale systemer. Disse to er nøkkelideer innen analog til digital konvertering.
Hva er Sampling?
I digital signalbehandling er sampling prosessen med å bryte opp et kontinuerlig signal til et diskret signal. En vanlig bruk av prosessen er analog til digital konvertering av et lydsignal. Prosessen bryter opp lydbølgen i intervaller langs tidsaksen for å produsere en sekvens av signaler. Som et resultat konverteres verdiene i tidsaksen fra kontinuerlige til diskrete verdier med tilsvarende størrelser. Det samplede signalet er kjent som Pulse Amplitude Modulated Signal.
I løpet av prosessen, innenfor et definert tidsintervall T, velges en enkelt maksimal amplitude (en prøve) for å representere hele intervallet. Så i stedet for å ha et kontinuerlig signal, utvikler prosessen et signal med enkelt amplitude som representerer hele tidsintervallet. Imidlertid er størrelsen på amplituden fortsatt kontinuerlig. Komponenten i systemet som utfører denne prosessen er kjent som sampleren.
Selv om signalet har diskrete verdier i x-aksen nå, er signalet halvkontinuerlig og kan ikke representeres korrekt digit alt. For å oppnå et fullstendig diskret signal, utføres et andre trinn med diskretisering.
Hva er kvantisering?
I digital signalbehandling er kvantisering prosessen med å kartlegge et større sett med verdier til et mindre sett. Det beste eksemplet er å avrunde tallene for å gjøre dem håndterbare. Tenk på vekten av en gruppe sjokoladekuler. De veier et sted mellom 4,99 gram og 5,20 gram. I stedet for å angi dem individuelt er det en god representasjon hvis vi sier at sjokoladekulene veier 5,00 gram. For å gjøre dette, må vekten av ballene enten rundes opp eller ned. Det samme argumentet gjelder når man sier at skoene var $15,00, selv om prislappen var $14,99.
Ved å bruke dette på signaler, har det delvis diskretiserte signalet allerede en enkelt kontinuerlig verdi som representerer hvert tidsintervall i det pulsamplitudemodulerte signalet. I kvantiseringsprosessen rundes amplitudeverdiene enten opp eller ned til nærmeste forhåndsbestemte verdi. Resultatet er at i stedet for at amplituden til signaler har uendelig mange verdier, blir de innsnevret til et mye mindre sett med verdier. Denne typen signal er kjent som pulskodemodulert signal.
Hva er forskjellen mellom sampling og kvantisering?
• I sampling diskretiseres tidsaksen mens, i kvantisering, y-aksen eller amplituden diskretiseres.
• I samplingsprosessen velges en enkelt amplitudeverdi fra tidsintervallet for å representere den, mens i kvantisering avrundes verdiene som representerer tidsintervallene, for å lage et begrenset sett med mulige amplitudeverdier.
• Sampling gjøres før kvantiseringsprosessen.
