Дискретизация (обработка на сигнали)

Дискретизация на сигнал. Непрекъснатият сигнал е представен със зелена линия, а дискретните нива са в сини вертикални линии.

Дискретизация (от латинското discretio — „да различавам“, „да разпознавам“), като цяло, е представянето на непрекъсната величина чрез прекъснато (дискретно) множество от нейни стойности, разделени с определени интервали от време, пространство или различаващи се с определена разлика. Този интервал се нарича интервал на дискретизацията. Например: температурата всяка сутрин, надморската височина на пътя през 100 m или годините, в които ръстът на човек е достигал кръгли стойности, кратни на 10. Дискретизация на непрекъсната функция е изразяването ѝ чрез дискретно множество от нейните стойности за различни набори от аргументи. За променливата функция $f(x)$ това е нейното представяне чрез множество от $n$ нейни стойности $f(x_{0}),f(x_{1}),...f(x_{n-1})$ за дадено дискретно множество от стойности на аргументите $x_{0},x_{1},...x_{n-1}$.

В общия случай, периодът от време от една извадка до следващата може да се изменя за всяка двойка съседни извадки, но обикновено при обработката на сигнали извадките следват фиксиран и постоянен времеви интервал. Този интервал се нарича период на дискретизация и обикновено се обозначава с буквата $T$. Реципрочната стойност на периода на дискретизация $F_{d}=1/T$ се нарича честота на дискретизация или честота на извадките.

Дискретизация на непрекъснат аналогов сигнал е процесът на преобразуването му в сигнал с дискретни стойности. Дискретът представлява стойността на сигнала в даден момент от времето. Примери за аналогови сигнали са аудио- или видеосигнали, сигнали от различни измервателни датчици и т.н. За последваща цифрова обработка непрекъснатите аналогови сигнали първо трябва да бъдат дискретизирани и квантовани по ниво с аналогово-цифрови преобразуватели.

Обратният процес на получаване на непрекъснат аналогов сигнал, зададен с дискретен набор от негови извадки, се нарича възстановяване. То се извършва от цифрово-аналогови преобразуватели.

Дискретизация в звукозаписа

В сферата на звукозаписа това означава, че първоначалният диапазон за техника калибрирана при 0 dBu от 0 V до 0,775V RMS е разделен на определен брой дискретни нива. Броят на нивата зависи от броя битове, използвани за запис на стойността на всяко едно ниво. При 16-битово квантоване възможните стойности са 65536 на брой (2¹⁶), а 24-битовото квантоване позволява 16 777 216 (2²⁴) нива. Важно е да се отбележи, че разликите в напрежението между две нива са равни, но разликите в dB които отговарят на тях не са, затова разликата между първоначалния сигнал и дигиталния се увеличава с намаляването на силата на сигнала. Същото измерване и закръгляване (квантоване) се извършва типично от 8000 пъти в секунда (достатъчно за качествено разпознаване на човешка реч) до 192 хиляди пъти в секунда. Този брой измервания се нарича „честота на дискретизация“ (на английски: sampling rate) и се отбелязва с единицата за честота Hz. Качеството на записа зависи от броя измервания, направени за една секунда и броя битове, използвани за запис на едно измерване.