Квантование (обработка сигналов)

Материал из Machinepedia
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
м (r2.7.3) (робот добавил: de:Quantisierung, ja:量子化)
 
 
(не показана 1 промежуточная версия 1 участника)
Строка 1: Строка 1:
{{другие значения|Квантование}}
+
'''Квантование''' (quantization) — в информатике разбиение диапазона значений непрерывной или дискретной величины на конечное число интервалов. Существует также векторное квантование — разбиение пространства возможных значений векторной величины на конечное число областей.  
[[Файл:Quantized.signal.svg|thumb|150px|Квантованный сигнал]]
+
Простейшим видом квантования является деление целочисленного значения на натуральное число, называемое коэффициентом квантования.
[[Файл:Sampled.signal.svg|thumb|150px|Неквантованный сигнал с дискретным временем]]
+
[[Файл:Digital.signal.svg|thumb|150px|[[Цифровой сигнал]]]]
+
  
'''Квантование''' ({{lang-en|quantization}}) — в [[информатика|информатике]] разбиение диапазона значений непрерывной или дискретной [[Сигнал (техника)|величины]] на конечное число [[интервал]]ов. Существует также [[Вектор (математика)|векторное]] квантование — разбиение [[пространство|пространства]] возможных значений векторной величины на конечное число областей.  
+
Не следует путать квантование с дискретизацией (и, соответственно, шаг квантования с частотой дискретизации). При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал) замеряется с заданной частотой (частотой дискретизации), таким образом, дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (на графике — по горизонтали). Квантование же приводит сигнал к заданным значениям, то есть, разбивает по уровню сигнала (на графике — по вертикали). Сигнал, к которому применены дискретизация и квантование, называется цифровым.
Простейшим видом квантования является деление целочисленного значения на [[натуральное число]], называемое коэффициентом квантования.
+
  
Не следует путать квантование с [[Дискретизация|дискретизацией]] (и, соответственно, шаг квантования с [[Частота дискретизации|частотой дискретизации]]). При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал) замеряется с заданной частотой (частотой дискретизации), таким образом, дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (на графике — по горизонтали). Квантование же приводит сигнал к заданным значениям, то есть, разбивает по уровню сигнала (на графике — по вертикали). Сигнал, к которому применены дискретизация и квантование, называется [[Цифровой сигнал|цифровым]].
+
Квантование часто используется при обработке сигналов, в том числе при сжатии звука и изображений.  
  
Квантование часто используется при обработке [[Сигнал (техника)|сигналов]], в том числе при [[Сжатие аудиоданных|сжатии звука]] и изображений.
+
При оцифровке сигнала уровень квантования называют также '''глубиной дискретизации''' или '''битностью'''. Глубина дискретизации измеряется в битах и обозначает количество бит, выражающих амплитуду сигнала. Чем больше глубина дискретизации, тем точнее цифровой сигнал соответствует аналоговому. В случае однородного квантования глубину дискретизации называют также ''динамическим диапазоном'' и измеряют в децибелах (1 бит ≈ 6 дБ).
 
+
При [[Оцифровка|оцифровке]] сигнала уровень квантования называют также '''глубиной дискретизации''' или '''[[битность]]ю'''. Глубина дискретизации измеряется в [[бит]]ах и обозначает количество бит, выражающих амплитуду сигнала. Чем больше глубина дискретизации, тем точнее цифровой сигнал соответствует аналоговому. В случае однородного квантования глубину дискретизации называют также ''[[динамический диапазон (в технике)|динамическим диапазоном]]'' и измеряют в [[децибел]]ах (1 бит ≈ 6 дБ).
+
  
 
== Виды квантования ==
 
== Виды квантования ==
 
''Однородное (линейное) квантование'' — разбиение диапазона значений на отрезки равной длины.
 
''Однородное (линейное) квантование'' — разбиение диапазона значений на отрезки равной длины.
Его можно представлять как [[деление (математика)|деление]] исходного значения на постоянную величину ''(шаг квантования)'' и взятие [[целая часть|целой части]] от частного: <math>y_q=\left[\frac{y-y_0}{h}\right]</math>.
 
  
''Квантование по уровню'' — представление величины отсчётов цифровыми сигналами. Для квантования в двоичном коде диапазон напряжения сигнала от <math>U_\min</math> до <math>U_\max</math> делится на <math>2^n</math> интервалов. Величина получившегося интервала (шага квантования):
+
''Квантование по уровню'' — представление величины отсчётов цифровыми сигналами.  
: <math>\Delta=\frac{U_\max-U_\min}{2^n}.</math>
+
Каждому интервалу присваивается <math>n</math>-разрядный двоичный код — номер интервала, записанный двоичным числом. Каждому отсчёту сигнала присваивается код того интервала, в который попадает значение напряжения этого отсчёта. Таким образом, аналоговый сигнал представляется последовательностью [[Системы счисления|двоичных чисел]], соответствующих величине сигнала в определённые моменты времени, то есть цифровым сигналом. При этом каждое двоичное число представляется последовательностью импульсов высокого (1) и низкого (0) уровня.
+
  
 
== Методы квантования ==
 
== Методы квантования ==
Строка 25: Строка 17:
 
* [[Дельта-модуляция]]
 
* [[Дельта-модуляция]]
 
* [[Сигма-дельта модуляция]]
 
* [[Сигма-дельта модуляция]]
 
+
[[Category:Электроника]]
{{также|Аналого-цифровой преобразователь|Цифро-аналоговый преобразователь}}
+
 
+
== См. также ==
+
* [[Оцифровка]]
+
* [[Дискретизация]]
+
* [[Компандирование]]
+
 
+
{{compu-stub}}
+
{{elec-stub}}
+
{{rq|sources|refless}}
+
{{Методы сжатия}}
+
 
+
[[Категория:Информатика]]
+
[[Категория:Импульсная техника]]
+
[[Категория:Обработка сигналов]]
+
 
+
[[ca:Quantificació (processament de senyal)]]
+
[[cs:Kvantování (signál)]]
+
[[da:Kvantisering]]
+
[[de:Quantisierung]]
+
[[en:Quantization (signal processing)]]
+
[[es:Cuantificación digital]]
+
[[fi:Kvantisointi]]
+
[[fr:Quantification (signal)]]
+
[[it:Quantizzazione (elettronica)]]
+
[[ja:量子化]]
+
[[nl:Kwantisatie (informatica)]]
+
[[pl:Kwantyzacja (technika)]]
+
[[pt:Quantização]]
+
[[su:Kuantisasi]]
+
[[sv:Kvantisering (signalbehandling)]]
+
[[ta:சொட்டாக்கம்]]
+
[[uk:Квантування (інформатика)]]
+
[[vi:Lượng tử hóa]]
+
[[zh:量化 (信号处理)]]
+

Текущая версия на 15:35, 24 октября 2012

Квантование (quantization) — в информатике разбиение диапазона значений непрерывной или дискретной величины на конечное число интервалов. Существует также векторное квантование — разбиение пространства возможных значений векторной величины на конечное число областей. Простейшим видом квантования является деление целочисленного значения на натуральное число, называемое коэффициентом квантования.

Не следует путать квантование с дискретизацией (и, соответственно, шаг квантования с частотой дискретизации). При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал) замеряется с заданной частотой (частотой дискретизации), таким образом, дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (на графике — по горизонтали). Квантование же приводит сигнал к заданным значениям, то есть, разбивает по уровню сигнала (на графике — по вертикали). Сигнал, к которому применены дискретизация и квантование, называется цифровым.

Квантование часто используется при обработке сигналов, в том числе при сжатии звука и изображений.

При оцифровке сигнала уровень квантования называют также глубиной дискретизации или битностью. Глубина дискретизации измеряется в битах и обозначает количество бит, выражающих амплитуду сигнала. Чем больше глубина дискретизации, тем точнее цифровой сигнал соответствует аналоговому. В случае однородного квантования глубину дискретизации называют также динамическим диапазоном и измеряют в децибелах (1 бит ≈ 6 дБ).

[править] Виды квантования

Однородное (линейное) квантование — разбиение диапазона значений на отрезки равной длины.

Квантование по уровню — представление величины отсчётов цифровыми сигналами.

[править] Методы квантования

Личные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Присоединиться сейчас к бесплатной торговой площадке №1 для промышленников в России machinebook
Навигация
Навигация
Рекламодателям
Инструменты
Яндекс.Метрика