Kvantisointi

Digitaalisessa signaalinkäsittelyssä kvantisoinnilla tarkoitetaan reaalilukuarvojen tai hyvin suuren lukujoukon arvojen likimääräistämistä pienempään lukujoukkoon, esimerkiksi kokonaisluvuiksi sovitulle välille.

Kvantisointi tapahtuu usein signaalin digitoinnin yhteydessä, kun analoginen signaali muunnetaan digitaaliseen muotoon analogia-digitaalimuuntimella. Näytteistin ottaa signaalista, esimerkiksi äänestä, tietyin väliajoin näytteitä pitopiiriin, josta ne muunnetaan digitaalisiksi arvoiksi (esimerkiksi 16-bittisiksi kokonaisluvuiksi) analogia-digitaalimuunnoksen avulla. Usein sekä näytteistyksen että kvantisoinnin suorittavaa laitetta kutsutaan digitoijaksi eli A/D-muuntimeksi.

Signaali voi myös olla moniulotteinen ja kvantisointia ei tarvitse suorittaa jokaisessa ulottuvuudessa.

Äänen kvantisointi

CD-levy sisältää digitoitua ääntä. Näytteistys tapahtuu 44 100 kertaa sekunnissa (eli taajuudella 44 100 Hz) ja näytteet on kvantisoitu 16-bittisiksi kokonaisluvuiksi. 16 bitillä eli 2 tavulla voidaan esittää $2^{16}$ eli 65536 erilaista arvoa.

Kvantisointi on myös tärkeä osa monia äänenpakkausmenetelmiä. Se on usein häviöllisen pakkausmenetelmän viimeinen vaihe. Voidaan yksinkertaistaen sanoa, että vasta kvantisointi tekee pakkausmenetelmästä häviöllisen. Tiedonpakkauksessa signaalin osasia voidaan kvantisoida vaihtelevalla resoluutiolla; esimerkiksi voimakkaiden äänien osalta ihmisen korvan erottelukyky on karkeampi kuin hiljaisempien^lähde?.