Quantization Step, Quantization Level   양자화 스텝, 양자화 레벨양자화 계단 크기

1. 양자화 관련 용어

  ㅇ 양자화 계단 크기 / 양자화 단위 (Quantization Step Size) : Δ           (단위: [mV])
     - 코드 당 양자화 스텝 크기  
        .  Δ = D / L = 2·xm / L = (최대입력범위) / (양자화 스텝의 개수)

     - 전체 동적 범위를 스텝 수에 따라 나눈 값
        . 즉, 구별 가능한 아날로그 전압의 최소 간격
        . 이는, 코드를 정의하는데 필요한 비트 수 (양자화 분해능)를 결정하게됨
        
  ㅇ 양자화 레벨 수 / 스텝 수 (Quantization Level Number) : L                (단위 없음)
     - 대표값으로 양자화할 수 있는 레벨의 개수

     - 샘플링에 할당되는 비트 수 n(분해능)에 의해 결정됨  :  L = 2n 
        . 양자화 레벨 수가 많을수록 더 세밀한 표현이 가능해짐

  ㅇ 양자화 비트 수, 양자화 비트 심도 (Quantization Bit Depth) : n           (단위: 비트수)
     - 샘플 당 표현(할당) 비트 수
        . 샘플 당 양자화된 진폭 레벨을, 몇 개의 비트로 표현하는가를 나타냄

     - n 비트 워드의 이진화 표현 :  2n = L

  ㅇ 최대 입력 범위 (Full-scale range,FSR) / 동적범위 (Dynamic Range) : D    (단위: [V])
     - 입력이 양자화기에 과부하가 걸리지 않게하는 최대 동적범위
        .  D = Δ L = Δ 2n

  ㅇ 양자화 분해능 (Quantization Resolution) : n                             (단위: 비트수)
     - 양자화 분해능은 양자화된 신호를 2진 부호로 나타내기 위해 필요한 `비트 수`
        . 아날로그 신호를 더 정확히 복제하려면 분해능을 증가시킴
           .. 분해능을 높게하면 양자화 오차를 감소시킬 수 있음
     - 일반적인 양자화 분해능 관계식 : 
[# Δ = \frac{D}{L} = \frac{D}{2^n} #]
  [mV]

     * [참고] ☞ 분해능, A/D 변환기 성능 표현 참조


2. 용어 그림 표현

     


3. 양자화 레벨의 비트 수 例 (이진부호화 코딩시)

  ㅇ TV 영상신호 
     - 일반급 : 7 또는 8 비트 양자화
     - 스튜디오 정밀급 : 10 비트 양자화 (210 = 1024개의 양자화 스텝 수)

  ㅇ 오디오 신호
     - 음성 전화급     : 8 비트 (G.711 PCM)
     - 일반 음향(CD등) : 16 비트
     - 스튜디오급      : 20, 24 비트 등

  ※ 비디오 보다는 오디오에 더 많은 양자화 비트를 할당하는 경향 
     - 청각이 시각(視覺) 보다 예민한 편이고, 동적범위(다이내믹레인지)가 큰 편임
        . 청각 : 음향레벨 변동폭이 1 ~ 105 정도로 큰 편임
        . 시각 : 비디오 신호는 1 Vpp 정도로 변동폭이 작음
     - 또한, 청각 데이터량이 작아서 많은 비트 할당에도 여유있는 편임