Muestreo frente a cuantificación
En el procesamiento de señales digitales y campos relacionados, el muestreo y la cuantificación son dos métodos, más bien pasos, utilizados en la discretización de una señal analógica para convertirla en una señal digital. Con la llegada de la electrónica y las computadoras, casi todas las funciones tecnológicas se digitalizan para que puedan ser manejadas por computadoras u otros sistemas digitales. Estas dos son ideas clave en la conversión de analógico a digital.
¿Qué es el muestreo?
En el procesamiento de señales digitales, el muestreo es el proceso de dividir una señal continua en una señal discreta. Un uso común del proceso es la conversión de analógico a digital de una señal de sonido. El proceso divide la onda de sonido en intervalos a lo largo del eje del tiempo para producir una secuencia de señales. Como resultado, los valores en el eje de tiempo se convierten de valores continuos a valores discretos con las magnitudes correspondientes. La señal muestreada se conoce como señal modulada de amplitud de pulso.
Durante el proceso, dentro de un intervalo de tiempo definido T, se selecciona una sola amplitud máxima (una muestra) para representar todo el intervalo. Entonces, en lugar de tener una señal continua, el proceso desarrolla una señal con una sola amplitud que representa todo el intervalo de tiempo. Sin embargo, todavía la magnitud de la amplitud es continua. El componente del sistema que ejecuta este proceso se conoce como sampler.
Aunque ahora la señal tiene valores discretos en el eje x, la señal es semicontinua y no se puede representar correctamente digitalmente. Para lograr una señal completamente discreta, se lleva a cabo un segundo paso de discretización.
¿Qué es la cuantificación?
En el procesamiento de señales digitales, la cuantificación es el proceso de asignar un conjunto más grande de valores a un conjunto más pequeño. El mejor ejemplo es redondear los números para hacerlos manejables. Considere el peso de un lote de bolas de chocolate. Pesan entre 4,99 gramos y 5,20 gramos. En lugar de indicarlos individualmente, es una buena representación si decimos que las bolas de chocolate pesan 5,00 gramos. Para hacer esto, el peso de las bolas debe redondearse hacia arriba o hacia abajo. El mismo argumento se aplica cuando se dice que los zapatos costaron $15,00, aunque el precio de etiqueta era de $14,99.
Aplicando esto a las señales, la señal parcialmente discretizada ya tiene un único valor continuo que representa cada intervalo de tiempo en la señal modulada en amplitud de pulso. En el proceso de cuantificación, los valores de amplitud se redondean hacia arriba o hacia abajo al valor predeterminado más cercano. El resultado es que, en lugar de que la amplitud de las señales tenga infinitos valores, se reducen a un conjunto de valores mucho más pequeño. Este tipo de señal se conoce como señal modulada de código de pulso.
¿Cuál es la diferencia entre muestreo y cuantificación?
• En el muestreo se discretiza el eje del tiempo mientras que en la cuantificación se discretiza el eje y o la amplitud.
• En el proceso de muestreo, se selecciona un solo valor de amplitud del intervalo de tiempo para representarlo mientras que, en la cuantificación, los valores que representan los intervalos de tiempo se redondean para crear un conjunto finito de posibles valores de amplitud.
• El muestreo se realiza antes del proceso de cuantificación.
