Алиасинг

Алиасинг, наложение — в статистике, обработке сигналов и смежных дисциплинах эффект, приводящий к наложению, неразличимости различных непрерывных сигналов при их дискретизации.

Алиасинг — одна из главных проблем при аналого-цифровом преобразовании видео- и аудиосигналов. Неправильная дискретизация аналогового сигнала приводит к тому, что высокочастотные его составлящие накладываются на низкочастотные, в результате чего восстановление сигнала во времени приводит к его искажениям. Для предотвращения этого эффекта частота дискретизации должна быть достаточно высокой и сигнал должен быть надлежащим образом отфильтрован перед оцифровкой.

Цифровой сигнал в цифрографии

При обработке аналоговых сигналов эффект, приводящий к наложению, неразличимости различных непрерывных сигналов при их дискретизации проявляется в цифрографии с применением фотосенсоров с фильтром и без фильтра Байера. Применение фильтров RGB приводит к необходимости восстановления величины яркости сигнала пикселя за счёт других составляющих RGB за счёт наложения, смешивания высокочастотных сигналов в АЦП с разными характеристиками синусоид, что ведёт к образованию интегральной нелинйности (INL), алиасингу (всё это современные АЦП частично исправляют). Но самое важное, что даже при идеальном АЦП интерполированный, дискретизированный, модулированный сигнал с интегральной смешанной кривой, с отличаюшимися характеристиками от входого аналогового сигнала, не возможно даже теоретически восстановить на уровне линейного пространства входного аналогового сигнала.

Применение фотосенсоров без фильтров RGB (Foveon X3-сенсор) на этапе экспозиции фиксируют в каждом пикселе значения величин зарядов характеристических составляющих RGB в соотношении 1:1. В интервале значений ISO до 600 единиц удаётся при дискретизации, квантовании АЦП получить сигнал с цифровым диапазоном изначально полученных линейных значений, который на выходе также отображается с цифровым значением по линейному закону. Т.е. на выходе получаем аналоговые сигналы изображения — аналоговое изображение.

Алиасинг в компьютерной графике

Алиасинг в компьютерной графике — эффект «ступенчатости» изображения, против которого используются различные алгоритмы сглаживания

Два разных синусоидальных сигнала, при оцифровке неотличимых: высокочастотный с частотой $f > f_s/2 \,$ (красный) и низкочастотный $f_s-f \,$ (синий).

См. также

• Анти-алиасинг
• Частота дискретизации
• Теорема Котельникова
• Частота Найквиста
• АЦП

Ссылки

• Sampling Theory white paper(англ.)
• Frequency Aliasing Demonstration(англ.)