Kvantlama səviyyəsi

Kvantlaşdırma , riyaziyyatda və rəqəmsal siqnal emalında , giriş dəyərlərinin böyük dəstdən (çox vaxt davamlı çoxluq) daha kiçik (hesablana bilən) çoxluqda, çox vaxt sonlu sayda elementlərlə çıxış qiymətlərinə qədər xəritələşdirilməsi prosesidir . Yuvarlaqlaşdırma və kəsilmə kvantlaşdırma proseslərinin tipik nümunələridir. Siqnalın rəqəmsal formada təmsil olunması prosesi adətən yuvarlaqlaşdırmanı nəzərdə tutduğundan, kvantlaşdırma demək olar ki, bütün rəqəmsal siqnalların işlənməsində müəyyən dərəcədə iştirak edir. Kvantlaşdırma da mahiyyətcə bütün itkili sıxılma alqoritmlərinin əsasını təşkil edir.

Siqnalın kvantlaşdırılmasının ən sadə yolu orijinal analoq amplitudaya ən yaxın rəqəmsal amplituda dəyərini seçməkdir. Bu nümunə orijinal analoq siqnalı (yaşıl), kvantlaşdırılmış siqnalı (qara nöqtələr), kvantlaşdırılmış siqnaldan yenidən qurulmuş siqnalı (sarı) və orijinal siqnal ilə yenidən qurulmuş siqnal (qırmızı) arasındakı fərqi göstərir. İlkin siqnalla yenidən qurulmuş siqnal arasındakı fərq kvantlaşdırma xətasıdır və bu sadə kvantlaşdırma sxemində giriş siqnalının deterministik funksiyasıdır.

Giriş dəyəri ilə onun kvantlaşdırılmış dəyəri arasındakı fərq (məsələn, yuvarlaqlaşdırma xətası ) kvantlaşdırma xətası adlanır . Kvantlaşdırmanı həyata keçirən cihaz və ya alqoritmik funksiyaya kvantizator deyilir . Analoqdan rəqəmə çevirici kvantlaşdırıcıya misaldır.

Riyazi xüsusiyyətlər

Kvantlaşdırma çox-az xəritələmə olduğundan, bu, mahiyyət etibarı ilə qeyri-xətti və dönməz prosesdir (yəni, eyni çıxış dəyəri çoxlu giriş qiymətləri tərəfindən paylaşıldığından, ümumiyyətlə, dəqiq giriş dəyərini bərpa etmək mümkün deyil. yalnız çıxış dəyəri verilmişdir).

Mümkün giriş dəyərlərinin çoxluğu sonsuz böyük ola bilər və ola bilsin ki, davamlı və buna görə də saysız ola bilər (məsələn, bütün həqiqi ədədlər çoxluğu və ya bəzi məhdud diapazonda olan bütün real ədədlər). Mümkün çıxış dəyərlərinin çoxluğu sonlu və ya saya bilən sonsuz ola bilər .  Kvantlaşdırmada iştirak edən giriş və çıxış dəstləri kifayət qədər ümumi şəkildə müəyyən edilə bilər. Məsələn, vektor kvantlaşdırılması çoxölçülü (vektor qiymətli) giriş məlumatlarına kvantlaşdırmanın tətbiqidir.

Növlər

Analoqdan rəqəmə çevirici

Analoqdan rəqəmsal çevirici (ADC) iki proses kimi modelləşdirilə bilər: seçmə və kvantlaşdırma. Seçmə zamanla dəyişən gərginlik siqnalını diskret zaman siqnalına , real ədədlər ardıcıllığına çevirir . Kvantlaşdırma hər bir real ədədi sonlu diskret qiymətlər dəstindən təxmini ilə əvəz edir. Çox vaxt bu diskret qiymətlər sabit nöqtəli sözlər kimi təqdim olunur. İstənilən sayda kvantlaşdırma səviyyəsi mümkün olsa da, ümumi söz uzunluqları 8-bit (256 səviyyə), 16-bit (65.536 səviyyə) və 24-bitdir (16.8 milyon səviyyə). Ədədlər ardıcıllığının kvantlanması, bəzən adlanan əlavə təsadüfi siqnal kimi modelləşdirilən kvantlaşdırma xətalarının ardıcıllığını yaradır.stoxastik davranışına görə kvantlaşdırma səs -küyü. Kvantizator nə qədər çox səviyyələrdən istifadə edərsə, onun kvantlaşdırma səs-küy gücü bir o qədər aşağı olar.

Dərəcənin təhrifinin optimallaşdırılması

Məqsəd rabitə kanalı və ya yaddaş mühiti tərəfindən dəstəklənən bit sürəti hüdudlarında təhrifi idarə etmək olan itkili məlumatların sıxılma alqoritmləri üçün mənbə kodlaşdırmasında sürət -təhrif optimallaşdırılmış kvantlaşdırmaya rast gəlinirBu kontekstdə kvantlaşdırmanın təhlili kvantlaşdırıcının çıxışını təmsil etmək üçün istifadə olunan verilənlərin miqdarını (adətən rəqəmlər və ya bitlərlə və ya bit sürəti ilə ölçülür ) öyrənməyi və kvantlaşdırma prosesinin yaratdığı dəqiqliyin itkisini öyrənməyi əhatə edir. təhrif kimi istinad edilir)

Orta qaldırıcı və orta protektorlu vahid kvantizatorlar [ redaktə ]

İmzalanmış giriş məlumatları üçün vahid kvantlaşdırıcıların əksəriyyəti iki növdən biri kimi təsnif edilə bilər: orta qaldırıcı və orta protektor . Terminologiya 0 dəyəri ətrafında bölgədə baş verənlərə əsaslanır və kvantizatorun giriş-çıxış funksiyasına nərdivan kimi baxmaq analogiyasından istifadə edir . Orta pilləli kvantizatorlar sıfır qiymətli rekonstruksiya səviyyəsinə malikdir (pilləkən pilləsinə uyğundur ), orta səviyyəli kvantlaşdırıcılar isə sıfır qiymətli təsnifat həddinə malikdirlər (pilləkənin qaldırıcısına uyğundur ).

Ölü zona kvantizatorları [ redaktə ]

Ölü zona kvantizatoru 0 ətrafında simmetrik davranışa malik orta protektorlu kvantlayıcının bir növüdür. Belə kvantlayıcının sıfır çıxış dəyəri ətrafındakı bölgə ölü zona və ya ölü zolaq kimi istinad edilir . Ölü zona bəzən səs- küy qapısı və ya söndürmə funksiyası ilə eyni məqsədə xidmət edə bilər

Ədəbiyyat

• İmamverdiyev Y.N., Suxostat L.V. "Nitq texnologiyaları üzrə terminlərin izahlı lüğəti ", 2015,“İnformasiya Texnologiyaları” nəşriyyatı,111 səh.