模擬信號數字化

模擬信號是指用連續變化的物理量（時間、幅度、頻率、相位等）表示的信息。模擬信號廣泛分佈於自然界的各個角落，如每天的氣溫，汽車在行駛過程中的速度，電路中某節點的電壓幅度等。

數字信號是人為抽象出來的不連續信號，它通常可以由模擬信號獲得。數字信號的取值是不連續的、取值的個數是有限的。

模擬信號數字化就是將模擬信號轉換成可以用有限個數值來表示的離散序列。可是，這究竟是怎麼樣一個過程呢？下圖給了我們答案。

模擬音頻信號轉化為數字音頻信號：模擬音頻信號是一個在時間上和幅度上都連續的信號，它的數字化過程如下所述。

1、採樣：在時間軸上對信號數字化。也就是，按照固定的時間間隔抽取模擬信號的值，這樣，採樣后就可以使一個時間連續的信息波變為在時間上取值數目有限的離散信號。

2、量化：在幅度軸上對信號數字化。也就是，用有限個幅度值近似還原原來連續變化的幅度值，把模擬信號的連續幅度變為有限數量的有一定間隔的離散值。

3、編碼：用二進位數表示每個採樣的量化值（十進位數）。

模擬視頻信號轉化為數字視頻信號：模擬視頻信號是一個在空間上和灰度上都連續的信號，它的數字化過程跟音頻信號是有差異的。

1、採樣：在空間上對信號數字化。也就是，用空間上部分點的灰度值來表示圖像，這些選取的點稱為樣點（或像素）。採樣時，在圖像縱向和橫向方向上的像素總數將決定數字圖像的質量。與音頻信號在時域上對幅度值進行採樣的方法不同，視頻信號是對錶示圖像的函數 進行採樣的。採樣後圖像被分割成空間上離散的像素，但其灰度仍是連續的。

1、量化：在灰度上對信號數字化，將像素灰度轉化成離散的整數值。

一幅數字圖像中不同灰度值的個數稱為灰度級。例如RGB888（R：red紅，G：green綠，B：blue藍）色彩模式中，每一種顏色的個數為256種，那麼灰度級就是256。 256=2 ，於是每一種顏色可以用8位二進位數表示，這就將圖像信息量化成了二進位數。（從視覺效果來看，採用大於或等於6 bit量化的灰度圖像，視覺上就能令人滿意，因為人眼一般最多可分辨100個灰度級。）