Klíčový rozdíl mezi stejnoměrnou a nerovnoměrnou kvantizací je ten, že stejnoměrná kvantizace má stejnou velikost kroku, zatímco v nestejnoměrné kvantizaci se velikosti kroku nerovnají. Dalším důležitým rozdílem mezi jednotnou a nestejnoměrnou kvantizací je to, že při jednotné kvantizaci může dojít k určitému množství kvantizační chyby, ale nerovnoměrná kvantizace snižuje kvantizační chybu.
Komunikační systémy vysílají signály z vysílače do přijímače. Tyto signály jsou analogové signály. Analogové signály mohou obvykle ovlivnit zkreslení a rušení atd. Proto jsou analogové signály převedeny na digitální signály. Tento proces se nazývá digitalizace. Obecně jsou digitální signály čisté, přesné a mají minimální zkreslení. Kvantování je jedním krokem v procesu digitalizace.
Co je kvantizace?
Při digitalizaci je prvním krokem vzorkování signálu v pravidelných intervalech. Pokud je vzorkovací čas nebo vzorkovací perioda Ts, pak vzorkovací frekvence nebo frekvence (fs) je 1/Ts. Aby se signál přesně reprodukoval, měla by být vzorkovací frekvence (fs) větší než dvojnásobek maximální frekvence.
Dalším krokem je kvantizace. Vzorkům dává konečnou diskrétní hodnotu. Zařízení, které provádí kvantizaci, je kvantizér. Vezme vzorkovaný vstup a generuje kvantovaný výstup. Kvalita výstupu kvantizeru závisí na počtu úrovní kvantizace. Dále se prostor mezi dvěma sousedními kvantizačními úrovněmi nazývá velikost kroku. V níže uvedeném diagramu představují přerušované čáry úrovně kvantizace.
Obrázek 01: Kvantování
Existují dva typy kvantizace v závislosti na velikosti kroku. Jsou to jednotné kvantování a nejednotné kvantování. Rovnice pro zjištění velikosti kroku (d) je uvedena níže. Xmax je maximální hodnota signálu a Xmin je minimální hodnota signálu. L je počet úrovní, které rozdělují signál.
Co je jednotná kvantizace?
Uniformní kvantování má stejný rozestup mezi úrovněmi kvantizace. Dále existují dva typy jednotné kvantizace. Jsou to kvantizace uprostřed běhounu a středního stoupání. Oba jsou symetrické podle původu. Při kvantování středního vlákna leží počátek uprostřed schodiště jako graf. Úrovně kvantizace v polovině vlákna jsou liché. Při kvantizaci středního stoupání leží počátek uprostřed stoupající části grafu jako schodiště. Úrovně kvantizace ve středním vzestupu jsou sudé.
Co je nerovnoměrná kvantizace?
Při nestejnoměrné kvantizaci je velikost kroku nestejná. Po kvantování se rozdíl mezi vstupní hodnotou a její kvantovanou hodnotou nazývá chyba kvantování. Jak bylo uvedeno výše, při jednotné kvantizaci je velikost kroku stejná. Proto některá část signálu nemusí pokrýt. To může zvýšit chybu kvantizace.
V případě nerovnoměrné kvantizace se však velikost kroku změní, takže bude mít minimální množství chyb. Po dokončení kvantizace je dalším krokem kódování. Definuje každou úroveň kvantizace pomocí binárního kódu.
Jaký je rozdíl mezi jednotnou a nestejnoměrnou kvantizací?
Uniform Quantization je typ kvantizace, ve kterém jsou kvantizační úrovně rovnoměrně rozmístěny, je jednotná kvantizace. Nejednotná kvantizace je typ kvantizace, ve kterém jsou úrovně kvantizace nestejné, je nejednotná kvantizace.
Uniformní kvantování má navíc určitou kvantizační chybu. Nerovnoměrná kvantizace však snižuje kvantizační chybu.
Shrnutí – Jednotná vs Nejednotná kvantizace
Tento článek pojednával o rozdílu mezi dvěma typy kvantování, které jsou jednotné a nestejnorodé. Rozdíl mezi jednotnou a nestejnoměrnou kvantizací spočívá v tom, že jednotná kvantizace má stejnou velikost kroku, zatímco nerovnoměrná kvantizace nemá stejnou velikost kroku.
