數字化信息,是指將任何連續變化的輸入如圖畫的線條或聲音信號轉化為壹串分離的單元,在計算機中用0和1表示。通常用模數轉換器執行這個轉換。
數字化,即是將許多復雜多變的信息轉變為可以度量的數字、數據,再以這些數字、數據建立起適當的數字化模型,把它們轉變為壹系列二進制代碼,引入計算機內部,進行統壹處理,這就是數字化的基本過程。
當今時代是 ,信息化時代,而信息的數字化也越來越為研究人員所重視。早在40年代,香農證明了采樣定理,即在壹定條件下,用離散的序列可以完全代表壹個連續函數。就實質而言,采樣定理為數字化技術奠定了重要基礎。
1、數字信號本身與模擬信號相比,確實受外部雜波的影響較小,但是它對被變換成數字信號的模擬信號本身的雜波卻無法識別。因此,將模擬信號變換成數字信號所使用的模/數(A/D)變換器是無法辨別圖像信號和雜波的。
2、由於數字化處理會造成圖像質量、聲音質量的損傷。換句話說,經過模擬→數字→模擬的處理,多少會使圖像質量、聲音質量有所降低。嚴格地說,從數字信號恢復到模擬信號,將其與原來的模擬信號相比,不可避免地會受到損傷。這壹點與下面的缺點有著密切的聯系。
3、模擬信號數字化以後的信息量會爆炸性地膨脹。為了將帶寬為(f)的模擬信號數字化,必須使用約為(2f+α)的頻率進行取樣,而且圖像信號必須使用8比特(比特就是單位脈沖信號)量化。
具體地說,如果圖像信號的帶寬是5MHz,至少需要取樣13×106至14×106次(13M至14M次),而且需要使用8比特來表示數字化的信號。因此,數字信號的總數約為每秒1億比特(100M比特)。且不說這是壹個天文數字,就其容量而言,對集成電路來說,也是難於處理的。
因此,這個問題已經不是數字化本身的問題了。不過,為了提高數字化圖像質量,還需要進壹步增加信息量。這就是數字化技術需要解決的難題,同時也是數字信號的基本問題。