Kluczowa różnica między kwantyzacją jednolitą i niejednolitą polega na tym, że jednolita kwantyzacja ma równe rozmiary kroków, podczas gdy w kwantyzacji nierównomiernej rozmiary kroków nie są równe. Inną ważną różnicą między kwantyzacją jednolitą i nierównomierną jest to, że w kwantyzacji jednolitej może wystąpić pewien błąd kwantyzacji, ale kwantyzacja nierównomierna zmniejsza błąd kwantyzacji.
Systemy komunikacyjne wysyłają sygnały z nadajnika do odbiornika. Sygnały te są sygnałami analogowymi. Zazwyczaj sygnały analogowe mogą wpływać na zniekształcenia, zakłócenia itp. Dlatego sygnały analogowe są konwertowane na sygnały cyfrowe. Proces ten nazywa się digitalizacją. Generalnie sygnały cyfrowe są czyste, dokładne i mają minimalne zniekształcenia. Kwantyzacja to jeden z etapów procesu digitalizacji.
Co to jest kwantyzacja?
Podczas digitalizacji pierwszym krokiem jest próbkowanie sygnału w regularnych odstępach czasu. Jeżeli czas próbkowania lub okres próbkowania wynosi Ts, to częstotliwość próbkowania lub częstotliwość (fs) wynosi 1/Ts. Aby sygnał był dokładnie odtwarzany, częstotliwość próbkowania (fs) powinna być większa niż dwukrotność maksymalnej częstotliwości.
Następnym krokiem jest kwantyzacja. Daje to próbkom skończoną wartość dyskretną. Urządzeniem, które wykonuje kwantyzację, jest kwantyzator. Pobiera próbkowane dane wejściowe i generuje skwantowane dane wyjściowe. Jakość wyjścia kwantyzatora zależy od liczby poziomów kwantyzacji. Co więcej, przestrzeń pomiędzy dwoma sąsiednimi poziomami kwantyzacji nazywana jest wielkością kroku. Na poniższym diagramie linie kreskowe reprezentują poziomy kwantyzacji.
Rysunek 01: Kwantyzacja
Istnieją dwa rodzaje kwantyzacji w zależności od wielkości kroku. Są to kwantyzacja jednorodna i kwantyzacja niejednorodna. Poniżej podano równanie pozwalające znaleźć wielkość kroku (d). Xmax to maksymalna wartość sygnału, a Xmin to minimalna wartość sygnału. L to liczba poziomów dzielących sygnał.
Co to jest jednolita kwantyzacja?
Jednolita kwantyzacja ma równe odstępy między poziomami kwantyzacji. Co więcej, istnieją dwa rodzaje kwantyzacji jednolitej. Są to kwantyzacja średniej i średniej wysokości. Oba są symetryczne względem pochodzenia. W kwantyzacji w połowie wątku początek znajduje się w środku stopnia schodów, jak na wykresie. Poziomy kwantyzacji w połowie wątku są nieparzyste. W kwantyzacji średniej wysokości początek znajduje się w środku wznoszącej się części klatki schodowej, podobnej do wykresu. Poziomy kwantyzacji w średniej wysokości są parzyste.
Co to jest niejednolita kwantyzacja?
W kwantyzacji niejednorodnej rozmiar kroku jest nierówny. Po kwantyzacji różnica między wartością wejściową a jej skwantowaną wartością nazywana jest błędem kwantyzacji. Jak wspomniano powyżej, w kwantyzacji jednolitej rozmiar kroku jest równy. Dlatego część sygnału może nie pokrywać. Może to zwiększyć błąd kwantyzacji.
Jednak w przypadku niejednorodnej kwantyzacji, rozmiar kroku zmienia się, więc będzie miał minimalny poziom błędu. Po zakończeniu kwantyzacji następnym krokiem jest kodowanie. Definiuje każdy poziom kwantyzacji za pomocą kodu binarnego.
Jaka jest różnica między kwantyzacją jednorodną a niejednorodną?
Jednolita kwantyzacja to rodzaj kwantyzacji, w którym poziomy kwantyzacji są równomiernie rozmieszczone, to kwantyzacja jednolita. Kwantyzacja niejednorodna to rodzaj kwantyzacji, w którym poziomy kwantyzacji są nierówne, to kwantyzacja niejednorodna.
Ponadto, kwantyzacja jednolita ma pewien błąd kwantyzacji. Jednak niejednolita kwantyzacja zmniejsza błąd kwantyzacji.
Podsumowanie – kwantyzacja jednorodna kontra niejednorodna
W tym artykule omówiono różnicę między dwoma typami kwantyzacji, które są jednolite i niejednolite. Różnica między kwantyzacją jednolitą i nierównomierną polega na tym, że kwantyzacja jednolita ma taki sam rozmiar kroku, podczas gdy kwantyzacja nierównomierna nie ma równego rozmiaru kroku.
