
[通信][自] 量化误差
A modulator reduces the quantization error of the frequency divider.
调制器减少该分频器的量化误差。
The ranging error caused by quantization error of image element on CCD image plane of camera.
摄像机CCD像面上像元的量化误差引起的测距误差。
The main idea of this algorithm is to distribute the quantization error along the path of the curve.
此算法的基本思想是使量化误差沿空间填充曲线的方向扩散。
The ranging error caused by quantization error of image element on CCD image plane of camera. The corre…
摄像机CCD像面上像元的量化误差引起的测距误差。
The feedback computing section (240) filters the quantization error and outputs the result of the filtering to the adder (250).
反馈计算部分(240)将量化误差进行滤波,并且将滤波结果输出到加法器(250)。
量化误差(Quantization Error)是指在模拟信号转换为数字信号的过程中,因离散化处理导致的信号失真现象。当连续的模拟信号通过量化器转换为有限数量的离散值时,实际信号值与量化后近似值之间的差异即为量化误差。例如,在数字音频处理中,若将一段模拟声波的振幅范围划分为256个量化等级,实际振幅值与其对应量化等级之间的差值即构成量化误差。
该误差的数学表达可表示为: $$ e_q = x - Q(x) $$ 其中,$x$为原始模拟信号值,$Q(x)$为其量化后的离散值。在均匀量化系统中,最大量化误差为量化步长的$pm0.5$倍。根据《IEEE信号处理基础》(IEEE Press, 2022),量化误差的特性直接影响系统的信噪比(SNR),当采用16位量化时,理论最大信噪比可达约98dB。
工程实践中,量化误差表现为背景噪声,尤其在低比特率系统中更为显著。国际电信联盟ITU-T G.711标准指出,语音编码中的非线性量化技术可将小信号段的量化误差降低至传统均匀量化的1/4。美国国家标准技术研究院(NIST)的测量数据显示,24位模数转换器的量化误差功率密度比16位器件降低约48dB。
量化误差(Quantization Error)是数字信号处理中的核心概念,指连续模拟信号转换为离散数字信号时,实际值与数字表示之间的差异。
定义与成因
当模拟信号通过ADC(模数转换器)被分割为有限个离散电平(如3位ADC有8个电平),每个电平用数字代码表示时,真实电压与代码代表值的偏差即为量化误差。例如在8V参考电压下,每个代码跨越1V范围,实际输入电压若为3.6V,则会被量化为代码010b代表的3V,此时误差为0.6V。
数学表达式
量化误差范围通常为±½ LSB(最低有效位)。若参考电压为$V{ref}$,分辨率为$N$位,则LSB大小为:
$$
LSB = frac{V{ref}}{2^N}
$$
量化误差可表示为:
$$
text{误差} in left[ -frac{1}{2} LSB, +frac{1}{2} LSB right)
$$
应用与影响
该误差普遍存在于ADC、图像压缩(如预测编码中的四叉树误差处理)和通信系统(如矢量预编码的误差修正)。在信号链中,量化误差会表现为噪声,影响系统信噪比和精度。
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