En procesamiento digital de señales, la cuantificación es la discretización de un rango continuo de amplitudes por aproximación o truncamiento de valores. El resultado será un grupo más reducido de amplitudes discretas.
La cuantificación es el segundo proceso dentro de la digitalización de una señal, precedido por el muestreo y seguido por la codificación.
Este artículo describe aspectos de la cuantificación relacionados con las señales de voz y audio.
Proceso de cuantificación
En dicho proceso, las muestras toman el valor del nivel más próximo dentro del rango de niveles establecidos. Así pues, se define el Paso de Cuantificación como la diferencia que se tendrá entre dos niveles consecutivos.
Donde MD corresponde al Margen Dinámico de la señal (diferencia entre la amplitud máxima y la mínima) y NB representa el Número de Bits con el que estamos cuantificando.
Por ejemplo, si tenemos una señal con un margen dinámico de -1V a +1V y lo cuantificamos con 8 bits, tendremos un paso de cuantificación de 7,8 mV, que indica cuál es la mínima resolución que podremos distinguir.
En la imagen anterior se muestra un sencillo ejemplo de cuantificación de una señal de audio, en el que se ha codificado la señal después de haber sido muestreada. Podemos apreciar que la señal recuperada será distinta a la original, ya que no se ha cumplido el requisito de Nyquist a la hora de muestrear.
Además, el truncamiento provoca que la señal muestreada y la señal original no sean idénticas y aparezca un error de redondeo conocido como Error de Cuantificación.
Métodos de cuantificación
Existen diferentes métodos para establecer los niveles a los cuales se tendrán que ajustar las muestras. Los dos sistemas más empleados son los siguientes.
PCM uniforme
Se caracteriza por tener un paso de cuantificación uniformemente distribuido. El número de niveles en la salida vendrá determinado por el número de bits de que dispongamos.
Distinguimos dos clases de cuantificación uniforme: Midthread o Midriser dependiendo de si incluimos el nivel 0 o no en la salida, respectivamente.
Los ejemplos anteriores muestran la cuantificación codificada en 4 bits (lo que genera 16 niveles). Se interpreta que todos los valores de entrada se adaptarán al nivel que le corresponda según la respectiva escalera uniforme.
PCM no uniforme
Se caracteriza por disponer de mayor número de niveles para aquellas amplitudes de señal más probables, y viceversa.
Se utiliza para las señales de voz (telefonía), donde los valores de las amplitudes pequeñas son las más probables (histograma tipo Campana de Gauss).
La tipología más popular de PCM no-uniforme es la conocida como PCM logarítmico, definida por la ley-mu en Norteamérica y Japón, y la ley-A en Europa.
cuantificación, procesado, audio, procesamiento, digital, señales, cuantificación, discretización, rango, continuo, amplitudes, aproximación, truncamiento, valores, resultado, será, grupo, más, reducido, amplitudes, discretas, cuantificación, segundo, proceso,. En procesamiento digital de senales la cuantificacion es la discretizacion de un rango continuo de amplitudes por aproximacion o truncamiento de valores El resultado sera un grupo mas reducido de amplitudes discretas La cuantificacion es el segundo proceso dentro de la digitalizacion de una senal precedido por el muestreo y seguido por la codificacion Este articulo describe aspectos de la cuantificacion relacionados con las senales de voz y audio Proceso de cuantificacion EditarEn dicho proceso las muestras toman el valor del nivel mas proximo dentro del rango de niveles establecidos Asi pues se define el Paso de Cuantificacion como la diferencia que se tendra entre dos niveles consecutivos M D 2 N B displaystyle triangle frac MD 2 NB Donde MD corresponde al Margen Dinamico de la senal diferencia entre la amplitud maxima y la minima y NB representa el Numero de Bits con el que estamos cuantificando Por ejemplo si tenemos una senal con un margen dinamico de 1V a 1V y lo cuantificamos con 8 bits tendremos un paso de cuantificacion de 7 8 mV que indica cual es la minima resolucion que podremos distinguir En la imagen anterior se muestra un sencillo ejemplo de cuantificacion de una senal de audio en el que se ha codificado la senal despues de haber sido muestreada Podemos apreciar que la senal recuperada sera distinta a la original ya que no se ha cumplido el requisito de Nyquist a la hora de muestrear Ademas el truncamiento provoca que la senal muestreada y la senal original no sean identicas y aparezca un error de redondeo conocido como Error de Cuantificacion Metodos de cuantificacion EditarExisten diferentes metodos para establecer los niveles a los cuales se tendran que ajustar las muestras Los dos sistemas mas empleados son los siguientes PCM uniformeSe caracteriza por tener un paso de cuantificacion uniformemente distribuido El numero de niveles en la salida vendra determinado por el numero de bits de que dispongamos Distinguimos dos clases de cuantificacion uniforme Midthread o Midriser dependiendo de si incluimos el nivel 0 o no en la salida respectivamente Los ejemplos anteriores muestran la cuantificacion codificada en 4 bits lo que genera 16 niveles Se interpreta que todos los valores de entrada se adaptaran al nivel que le corresponda segun la respectiva escalera uniforme PCM no uniformeSe caracteriza por disponer de mayor numero de niveles para aquellas amplitudes de senal mas probables y viceversa Se utiliza para las senales de voz telefonia donde los valores de las amplitudes pequenas son las mas probables histograma tipo Campana de Gauss La tipologia mas popular de PCM no uniforme es la conocida como PCM logaritmico definida por la ley mu en Norteamerica y Japon y la ley A en Europa Vease tambien EditarConversion analogica digital Teorema de muestreo de Nyquist Shannon Frecuencia de muestreo Audio digital Cuantificacion digital Ruido de cuantificacion Codificacion digital Datos Q1976095 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Cuantificacion procesado de audio amp oldid 131392792, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,
