Pokud jste někdy poslouchali digitální hudbu - zejména jakýkoli ztrátový zvukový formát - pak jste byli vystaveni matematické kvantování. Toto digitální zpracování signálu je zcela běžné a nejčastěji integrální funkcí moderního audio software nebo hardwaru (např. Digitální převodníky ). Kvantizace však není omezena pouze na zvuk. Termín a jeho použití platí také pro jiné oblasti, jako je fyzikální nebo digitální zobrazování.
Definice
Kvantizace je proces konverze rozsahu vstupních hodnot na menší množinu výstupních hodnot, které se blíží původní hodnotě.
Výslovnost: kwon • ti • zay • shuhn
Příklad
V nahrávacím studiu mikrofony vybírají analogové hudební zvukové vlny, které jsou poté zpracovány do digitálního formátu. Signál může být vzorkován při 44 100 Hz a kvantizován s 8-, 16- nebo 24-bitovou hloubkou (a tak dále). Vyšší bitové hloubky poskytují více dat, což umožňuje přesnější konverzi a reprodukci původního tvaru vlny.
Diskuse
Kvantizace je v zásadě složitý proces zaokrouhlování, který zahrnuje určitou míru nepřesnosti. Počítače pracují na nich a nuly, což je důvod, proč konverze analogově-digitální je považována za přibližnou aproximaci a nikoliv za přesnou kopii. Pokud jde o hudbu, kvantovaný signál nejen musí udržovat správnou posloupnost a amplitudu hodnot, ale i čas musí být přesný. Proces musí zajistit, aby byl udržován hudební rytmus s rovnoměrným rozložením a nastavením stejných tónů (nebo jejich frakcí). V opačném případě může dojít ke ztrátě zvuku nebo k podivnému poslechu uší.
Tento koncept kvantizace lze vizuálně sledovat pomocí programu pro úpravu obrázků, jako je Photoshop. Když je velký obraz zmenšen, dochází ke ztrátě informací o obrazových bodech v důsledku matematického procesu, který se zabývá úkolem. Software provádí výpočty a zaokrouhlování, aby se zabránilo nežádoucím pixelům při zachování celkové integrity, poměru a kontextu obrazu - omezené proporce jsou pro fotografie stejně důležité jako rytmus hudby. Při zvětšování a porovnávání přeformátované verze fotografie s originálem se hrany a objekty mají poněkud hrubé nebo zubaté. Tento vizuální aspekt ztrátové komprese se podobně týká i typů digitálních zvukových souborů. Více dat a / nebo méně komprese vede k vyšší celkové kvalitě.