Kvantování (signál): Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
m Ne vždy, ale obecně. Kvantování již kvantovaného signálu může být bezztrátové, protože už nic nemění.
m odkazy
Řádek 1:
{{wikifikovat}}
[[Soubor:Quantized.signal.svg|thumb|Kvantovaný signál]]
[[Soubor:Digital.signal.svg|thumb|Digitální signál]]
'''Kvantování''' je [[diskretizace]] oboru hodnot [[Signál|signálu]]. Je to obecně proces ztrátový a nevratný.
 
__TOC__
Tento proces můžeme popsat kvantizační funkcí: <math>Q : \mathbb{R} \longrightarrow L </math>, kde
 
__TOC__
 
:<math>L=\{0,1,...,k\}\,</math>
:<math>k</math> může být jakékoliv [[přirozené číslo]], ale většinou se setkáváme s hodnotou 255.
 
Otázkou tedy je, jak nastavit kvantizační hladiny. Toto nastavení je většinou závislé na citlivosti snímacího zařízení (ve fotografii třeba snímací [[senzor]] CCD). Podle něho nastavíme dolní a horní práh a pak rozdělíme hodnoty mezi nimi.
 
* Lineární ''(ekvidistantní)'' – kvantizační hladiny jsou od sebe stejně vzdálené, většinou se používá tento způsob
* Nelineární – úrovně kvantizačních hladin jsou přizpůsobené určitému účelu – tedy pokud nás zajímá určitá oblast [[intenzita|intenzit]]. Používají se třeba [[Logaritmus|logaritmické]] nebo exponenciální [[exponenciální rozdělení]].
* Další možnost je třeba taková, aby každá barva byla zastoupena na obrázku stejným počtem [[Pixel|pixelů]]
 
== Kvantizační šum ==
Pokud kvantování není dostatečně jemné, vznikají falešné kvantizační hrany (''{{cizojazyčně|en|false contour effect}}''). Kvantizační [[šum]] je dobře vidět třeba na fotografiích oblohy, kde místo jemných přechodů z jednoho do druhého odstínu modré, vidíme spíše skokovité přechody vypadající jako velké mapy. Proto se někdy přidává aditivní šum, který tento nepříjemný efekt rozmaže (pokud ovšem není možné zvýšit počet prahů). Kvantizační šum je typický i pro veškeré [[Digitální záznam|digitální záznamy]] a přenosy [[Zvuk|zvuku]].
Kvantizační [[šum]] je dobře vidět třeba na fotografiích oblohy, kde místo jemných přechodů z jednoho do druhého odstínu modré, vidíme spíše skokovité přechody vypadající jako velké mapy.
Proto se někdy přidává aditivní šum, který tento nepříjemný efekt rozmaže (pokud ovšem není možné zvýšit počet prahů). Kvantizační šum je typický i pro veškeré digitální záznamy a přenosy zvuku.
 
== Diskretizace a lidský zrak ==
Experimentálně byly zjištěny tyto charakteristiky zdravého [[Lidské oko|lidského oka]]:
* prostorová rozlišovací schopnost – 0,1&nbsp;mm ze vzdálenosti 25&nbsp;cm
* rozlišení šedi ''(odděleně)'' – 40 úrovní
* rozlišení šedi ''(porovnání vedle sebe)'' – 100 úrovní
 
Dále bylo vypozorováno, že standardní obrázek velikosti 512 × 512 pixelů se 128 stupni šedi zobrazovaný na plochu 5 × 5 cm pozorovaný ze vzdálenosti 25 cm se jeví jako '''spojitý'''.
 
== Kvantování vs. vzorkování ==
Pokud bychom měli nedostatek datového prostoru, a chtěli bychom ho ušetřit, ale přitom nepřijít o dobře vypadající [[fotografie]], potom:
* obrázek s věrnými detaily – potřeba jemného [[vzorkování]], stačí nám jen „hrubé“ kvantování
* obrázek s věrnými barvami – potřeba jemného kvantovaní, stačí nám „hrubé“ vzorkování