线性量化和非线性量化有啥区别？

Posted 2023-02-16

【中文标题】线性量化和非线性量化有啥区别？

【英文标题】：What is the difference between Linear Quantization and Non-linear Quantization?线性量化和非线性量化有什么区别？

【发布时间】：2011-07-16 08:50:46

【问题描述】：

线性量化和非线性量化有什么区别？我说的是PCM样本。 http://www.blurtit.com/q927781.html 有一篇关于它的文章，但我正在寻找更详细的答案。

【参考方案1】：

真的很简单。对于线性量化，采样值中的每个增量都对应于一个固定大小的模拟增量。例如。无论实际信号幅度如何，一个 8 位 A-D 或具有 0 - 1 V 模拟范围的 D-A 每位 1 / 256 = 3.9 mV。

对于非线性量化，您通常有某种对数编码（例如µ-Law 或A-law），因此小样本值的增量远小于大样本值的增量。理想情况下，步长应该与样本大小大致成比例。无论信号幅度如何，这都转化为固定的 S/N 比（由于量化噪声）。另一种看待这一点的方式是，您可以使用更少的位来获得感兴趣的信号幅度范围内的给定信噪比。

【讨论】：

与固定步长的统一编码相同

【参考方案2】：

每个样本都会出现错误，除非样本大小恰好与决策级别的中点重合。 如果采取更小的步长，量化误差将更小。然而，增加步骤将使编码操作复杂化并增加带宽需求。 量化噪声取决于步长而不是信号幅度

量化间隔大小相等。 量化噪声：输入信号与量化输出信号之间的差异 信噪比 S/N= 6n+1.76 dB n=8, S/N=49.76 dB 换句话说，每增加一个二进制数字，比率就会增加6dBs 示例

考虑样本2，信号的实际幅度为+1.7V。

这是分配的电平 2（对于 1 和 2 之间的任何电压都相同），作为线路代码 101 传输。

在接收端101被转换为+1.5V的脉冲（编码器处决策电平的中间值） 这会在原始输入和输出信号之间产生0.2V 的错误。

非线性量化 采用线性量化，高电平时信噪比大，低电平时信噪比小。

因此，使用了非线性量化。

量化间隔大小不相等。 小量化间隔分配给小信号值（样本），大量化间隔分配给大样本，使得信号对量化失真比几乎与信号电平无关。 弱信号的信噪比要好得多，但强信号的信噪比略低。 命令：压缩后扩展的过程。 使用了两个单独的法律 ITU-T 为 30 通道 PCM 采用的 A-Law。 µ-law主要用于美国、加拿大和日本。