量化的形式

2024-05-13 23:51

1. 量化的形式

在数字信号处理领域,量化指将信号的连续取值(或者大量可能的离散取值)近似为有限多个(或较少的)离散值的过程。量化主要应用于从连续信号到数字信号的转换中。连续信号经过采样成为离散信号,离散信号经过量化即成为数字信号。注意离散信号通常情况下并不需要经过量化的过程,但可能在值域上并不离散,还是需要经过量化的过程 。信号的采样和量化通常都是由ADC实现的。

均匀量化和非均匀量化
按照量化级的划分方式分,有均匀量化和非均匀量化。

均匀量化:ADC输入动态范围被均匀地划分为2^n份。

非均匀量化:ADC输入动态范围的划分不均匀,一般用类似指数的曲线进行量化。

非均匀量化是针对均匀量化提出的,因为一般的语音信号中,绝大部分是小幅度的信号,且人耳听觉遵循指数规律。为了保证关心的信号能够被更精确的还原,我们应该将更多的bit用于表示小信号。

常见的非均匀量化有A律和μ率等,它们的区别在于量化曲线不同。

折叠标量量化和矢量量化
按照量化的维数分,量化分为标量量化和矢量量化。标量量化是一维的量化,一个幅度对应一个量化结果。而矢量量化是二维甚至多维的量化,两个或两个以上的幅度决定一个量化结果。

以二维情况为例,两个幅度决定了平面上的一点。而这个平面事先按照概率已经划分为N个小区域,每个区域对应着一个输出结果(码书,codebook)。由输入确定的那一点落在了哪个区域内,矢量量化器就会输出那个区域对应的码字(codeword)。矢量量化的好处是引入了多个决定输出的因素,并且使用了概率的方法,一般会比标量量化效率更高。

量化的形式

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