Cuantificación (procesado de audio)

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 un 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.

Senal cuantificado.png

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.

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