La distorsión o mala representación de componentes de alta frecuencia como contenido de baja frecuencia que ocurre cuando una señal, campo o espectro continuo o de alta resolución se muestrea, trunca o discretiza con resolución insuficiente.

Principio

Al muestrear o truncar una señal que no está suficientemente limitada en banda, las componentes fuera de la banda representable se pliegan (folding) hacia la banda representable de acuerdo con la geometría del muestreo discreto (restricciones de Nyquist y replegado modal), generando contribuciones bajas en frecuencia espurias.

Demostración

Muestrear una sinusoide cuya frecuencia supera la mitad de la tasa de muestreo produce una secuencia cuyos tonos aparentes son las frecuencias plegadas inferiores. En métodos espectrales para EDP, truncar la expansión modal repliega la energía de alto número de onda en modos de bajo número de onda y produce oscilaciones no físicas en la solución resuelta.

Aplicación incorrecta

Tratar las características alias como ruido de medición o como dinámica física de baja frecuencia y eliminarlas con un suavizado ingenuo; o confundir aliasing con una inestabilidad del solucionador en lugar de identificarlo como un efecto de muestreo/truncamiento.

Consecuencia

Aparente comportamiento de baja frecuencia que en realidad proviene de alta frecuencia no resuelta conduce a diagnósticos erróneos de la dinámica, violaciones de conservación por distribución incorrecta de energía y errores sistemáticos que no desaparecen con refinamiento salvo que se corrija el muestreo o filtrado.

Inversión

Aumentar la resolución de muestreo (sobremuestreo), aplicar filtrado anti-aliasing pasa-bajos antes del muestreo o la truncatura, usar cuadraturas/proyecciones sin replegado, o modificar la discretización para atenuar en vez de plegar el contenido fuera de banda.

Límite

Se aplica a cualquier representación discreta o expansión truncada (temporal o espacial) que contenga contenido espectral por encima de la banda representable; no describe modelos continuos exactos con resolución infinita ni solo errores de redondeo en punto flotante.

Tensión semántica

A menudo se contrasta con fuga espectral y dispersión numérica: la fuga es el esparcimiento de energía por ventana/truncado sin plegado, la dispersión es el error de fase dependiente de la frecuencia; el aliasing designa específicamente el plegado de energía fuera de banda hacia la banda útil.

Síntesis

El aliasing es el plegado discreto de información alta en frecuencia no resuelta hacia la banda representable causado por muestreo o truncamiento insuficiente; respetar los límites de muestreo o aplicar medidas anti-aliasing evita que la información alta frecuencia se represente incorrectamente.