Der Hauptunterschied zwischen gleichmäßiger und ungleichmäßiger Quantisierung besteht darin, dass die gleichmäßige Quantisierung gleiche Schrittweiten hat, während bei der ungleichmäßigen Quantisierung die Schrittweiten ungleich sind. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen gleichmäßiger und ungleichmäßiger Quantisierung besteht darin, dass bei der gleichmäßigen Quantisierung ein gewisser Quantisierungsfehler auftreten kann, eine ungleichmäßige Quantisierung jedoch den Quantisierungsfehler verringert.
Kommunikationssysteme senden Signale vom Sender zum Empfänger. Diese Signale sind analoge Signale. Normalerweise können analoge Signale Verzerrungen und Interferenzen usw. verursachen. Daher werden die analogen Signale in digitale Signale umgewandelt. Dieser Prozess wird als Digitalisierung bezeichnet. Im Allgemeinen sind die digitalen Signale klar, genau und weisen eine minimale Verzerrung auf. Die Quantisierung ist ein Schritt im Digitalisierungsprozess.
Was ist Quantisierung?
Beim Digitalisieren besteht der erste Schritt darin, das Signal in regelmäßigen Abständen abzutasten. Wenn die Abtastzeit oder die Abtastperiode Ts ist, dann ist die Abtastrate oder -frequenz (fs) 1/Ts. Damit ein Signal exakt reproduziert werden kann, sollte die Abtastrate (fs) größer als die doppelte maximale Frequenz sein.
Der nächste Schritt ist die Quantisierung. Es gibt den Proben einen endlichen diskreten Wert. Das Gerät, das die Quantisierung durchführt, ist der Quantisierer. Es nimmt die abgetastete Eingabe und erzeugt die quantisierte Ausgabe. Die Qualität der Quantisiererausgabe hängt von der Anzahl der Quantisierungsstufen ab. Außerdem wird der Abstand zwischen zwei benachbarten Quantisierungsstufen als Schrittweite bezeichnet. Im folgenden Diagramm stellen die gestrichelten Linien die Quantisierungsstufen dar.
Abbildung 01: Quantisierung
Es gibt je nach Schrittweite zwei Arten der Quantisierung. Sie sind gleichförmige Quantisierung und ungleichförmige Quantisierung. Die Gleichung zum Ermitteln der Schrittweite (d) ist unten angegeben. Xmax ist der Maximalwert des Signals und Xmin ist der Minimalwert des Signals. Das L ist die Anzahl der Ebenen, die das Signal teilen.
Was ist einheitliche Quantisierung?
Gleichmäßige Quantisierung hat einen gleichen Abstand zwischen den Quantisierungsstufen. Ferner gibt es zwei Arten von gleichförmiger Quantisierung. Sie sind Mid-Tread- und Mid-Rise-Quantisierung. Beide sind symmetrisch zum Ursprung. Bei der Mid-Thread-Quantisierung liegt der Ursprung in der Mitte einer Stufe des treppenartigen Graphen. Die Anzahl der Quantisierungsstufen in der Mitte des Threads ist ungerade. Bei der Mid-Rise-Quantisierung liegt der Ursprung in der Mitte eines ansteigenden Teils des treppenartigen Graphen. Die Quantisierungsstufen im mittleren Anstiegsbereich sind geradzahlig.
Was ist ungleichmäßige Quantisierung?
Bei der ungleichmäßigen Quantisierung ist die Schrittweite ungleich. Nach der Quantisierung wird die Differenz zwischen einem Eingangswert und seinem quantisierten Wert als Quantisierungsfehler bezeichnet. Wie oben erwähnt, ist bei der gleichförmigen Quantisierung die Schrittgröße gleich. Daher wird ein Teil des Signals möglicherweise nicht abgedeckt. Dies kann den Quantisierungsfehler erhöhen.
Im Fall einer ungleichmäßigen Quantisierung ändert sich jedoch die Schrittweite, sodass ein minimaler Fehler auftritt. Nach Abschluss der Quantisierung ist der nächste Schritt die Codierung. Es definiert jede Quantisierungsstufe durch einen Binärcode.
Was ist der Unterschied zwischen gleichmäßiger und ungleichmäßiger Quantisierung?
Uniform Quantization ist die Art der Quantisierung, bei der die Quantisierungsstufen gleichmäßig verteilt sind, ist die Uniform Quantization. Nonuniform Quantization ist die Art der Quantisierung, bei der die Quantisierungsstufen ungleich sind, ist die Nonuniform Quantization.
Darüber hinaus weist die einheitliche Quantisierung einen gewissen Quantisierungsfehler auf. Aber ungleichmäßige Quantisierung reduziert Quantisierungsfehler.
Zusammenfassung – Einheitliche vs. uneinheitliche Quantisierung
In diesem Artikel wurde der Unterschied zwischen zwei Arten der Quantisierung erörtert, die einheitlich und nicht einheitlich sind. Der Unterschied zwischen gleichmäßiger und ungleichmäßiger Quantisierung besteht darin, dass die gleichmäßige Quantisierung eine gleiche Schrittgröße hat, während die ungleichmäßige Quantisierung keine gleiche Schrittgröße hat.
