В чем разница между линейным квантованием и нелинейным квантованием?

Question

В чем разница между линейным квантованием и нелинейным квантованием? Я говорю о образцах PCM. http://www.blurtit.com/q927781.html есть статья об этом, но я ищу более сложный ответ.

Answer 1

Это довольно просто на самом деле. При линейном квантовании каждое приращение значения выборки соответствует аналоговому приращению фиксированного размера. Например. 8-битный A-D или D-A с аналоговым диапазоном 0 - 1 В имеет 1/256 = 3,9 мВ на бит, независимо от фактической амплитуды сигнала.

При нелинейном квантовании вы обычно имеете какое-то логарифмическое кодирование (например, µ-Law или A-law ), так что приращение для малых значений выборки намного меньше чем приращение для больших значений выборки. В идеале размер шага должен быть примерно пропорционален размеру выборки. Это преобразуется в фиксированное отношение сигнал / шум (из-за шума квантования) независимо от амплитуды сигнала. Другой способ взглянуть на это состоит в том, что вы можете использовать меньше битов для получения заданного отношения сигнал / шум в интересующем диапазоне амплитуды сигнала.

Answer 2

Ошибки возникают в каждой выборке, за исключением случаев, когда размер выборки точно совпадает со средней точкой уровня принятия решения.Если предприняты меньшие шаги, ошибка квантования будет меньше.Однако увеличение количества шагов усложнит операцию кодирования и увеличит требования к пропускной способности.Шум квантования зависит от размера шага, а не от амплитуды сигнала

Интервалы квантования имеют одинаковый размер.Шум квантования: разница между входным сигналом и квантованным выходным сигналом. Отношение сигнал-квантованный шум S/N= 6n+1.76 dB n=8, S/N=49.76 dB Другими словами, каждая добавленная двоичная цифра увеличивает отношение на 6dBs Пример

Рассмотрим пример 2, фактическая амплитуда сигнала равна +1.7V.

Это назначенный уровень 2 (такой же для любого напряжения между 1 и 2), который передается в виде линиикод 101.

На приемном конце 101 преобразуется в импульс +1.5V (среднее значение уровня решения на датчике). Это приводит к ошибке 0.2V между исходным входоми выходные сигналы.

Нелинейное квантование При линейном квантовании отношение сигнал / шум велико для высоких уровней, но мало для сигналов низкого уровня.

Поэтому используется нелинейное квантование.

Интервалы квантования не равны по размеру.Малые интервалы квантования выделяются малым значениям сигнала (выборкам), а большие интервалы квантования - большим выборкам, так что отношение искажения сигнала к квантованию практически не зависит от уровня сигнала.Отношения сигнал / шум для слабых сигналов намного лучше, но для более сильных сигналов немного меньше.Командование: процесс, в котором сжатие сопровождается расширением.Два отдельных закона используются A-Law, принятым ITU-T для 30-канального PCM.µ-закон используется в основном в США, Канаде и Японии.