В чем разница между линейным квантованием и нелинейным квантованием?

Это очень просто. При линейном квантовании каждое приращение дискретного значения соответствует аналоговому приращению фиксированного размера. Например. 8-битный АЦП или ЦАП с аналоговым диапазоном 0–1 В имеет 1/256 = 3,9 мВ на бит, независимо от фактической амплитуды сигнала.

При нелинейном квантовании у вас обычно есть своего рода логарифмическое кодирование (например, µ-Law или A-law), так что приращение для небольших выборочных значений будет намного меньше, чем приращение для больших выборочных значений. В идеале размер шага должен быть примерно пропорционален размеру выборки. Это приводит к фиксированному отношению сигнал/шум (из-за шума квантования) независимо от амплитуды сигнала. Другой способ взглянуть на это заключается в том, что вы можете использовать меньше битов, чтобы получить заданное отношение сигнал/шум в интересующем диапазоне амплитуд сигнала.

Ошибки возникают в каждой выборке, за исключением случаев, когда размер выборки точно совпадает с средней точкой уровня принятия решения. Если делать меньшие шаги, ошибка квантования будет меньше. Однако увеличение количества шагов усложнит операцию кодирования и повысит требования к полосе пропускания. Шум квантования зависит от размера шага, а не от амплитуды сигнала

Интервалы квантования имеют одинаковый размер. Шум квантования: разница между входным сигналом и квантованным выходным сигналом Отношение сигнала к квантованному шуму S/N= 6n+1.76 dB n=8, S/N=49.76 dB Другими словами, каждая добавленная двоичная цифра увеличивает отношение на 6dBs Пример

Рассмотрим образец 2, фактическая амплитуда сигнала равна +1.7V.

Ему назначается уровень 2 (одинаковый для любого напряжения между 1 и 2), который передается как линейный код 101.

На принимающей стороне 101 преобразуется в импульс +1.5V (среднее значение уровня принятия решения в кодере). Это приводит к ошибке 0.2V между исходными входными и выходными сигналами.

Нелинейное квантование При линейном квантовании отношение сигнал/шум велико для высоких уровней, но мало для сигналов низкого уровня.

Поэтому используется нелинейное квантование.

Интервалы квантования не равновелики. Небольшие интервалы квантования назначаются небольшим значениям сигнала (выборкам), а большие интервалы квантования — большим выборкам, так что отношение искажений сигнала к квантованию почти не зависит от уровня сигнала. Отношение сигнал/шум для слабых сигналов намного лучше, но немного меньше для более сильных сигналов. Командование: процесс, в котором за сжатием следует расширение. Используются два отдельных закона A-Law, принятый ITU-T для 30-канального PCM. µ-закон используется в основном в США, Канаде и Японии.