含義
數位化就是將許多複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位化模型,把它們轉變為一系列二進制代碼,引入計算機內部,進行統一處理,這就是數位化的基本過程。
基礎
當今時代是 信息化時代,而信息的數位化也越來越為研究人員所重視。早在40年代,香農證明了採樣定理,即在一定條件下,用離散的序列可以完全代表一個連續函式。就實質而言,採樣定理為數位化技術奠定了重要基礎。
優缺點
優點
1、數位訊號與模擬信號相比,前者是加工信號。加工信號對於有雜波和易產生失真的外部環境和電路條件來說,具有較好的穩定性。可以說,數位訊號適用於易產生雜波和波形失真的錄像機及遠距離傳送使用。數位訊號傳送具有穩定性好、可靠性高的優點。
2、數位訊號需要使用積體電路(IC)和大規模積體電路(ISI) ,而且計算機易於處理數位訊號。數位訊號還適用於數字特技和圖像處理。
3、數位訊號處理電路簡單。它沒有模擬電路里的各種調整,因而電路工作穩定、技術人員能夠從日常的調整工作中解放出來。
例如,在模擬攝像機里,需要使用100個以上的可變電阻。在有些地方調整這些可變電阻的同時,還需要調整攝像機的攝像特性。各種調整彼此之間又相互有微妙的影響,需要反覆進行調整,才能夠使攝像機接近於完善的工作狀態。
在電視廣播設備里,攝像機還算是較小的電子設備。如果攝像機100%的數位化,就可以不需要調整了。對廠家來說,降低了攝像機的成本費用。對電視台來說,不需要熟練的工程師,還縮短了節目製作時間。
4、數位訊號易於進行壓縮。這一點對於數位化攝像機來說,是主要的優點。
缺點
1、數位訊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位訊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位訊號所使用的模/數(A/D)變換器是無法辨別圖像信號和雜波的。
2、由於數位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,從數位訊號恢復到模擬信號,將其與原來的模擬信號相比,不可避免地會受到損傷。這一點與下面的缺點有著密切的聯繫。
3、模擬信號數位化以後的信息量會爆炸性地膨脹。為了將頻寬為(f)的模擬信號數位化,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(比特就是單位脈衝信號)量化。
具體地說,如果圖像信號的頻寬是5MHz,至少需要取樣13×106至14×106次(13M至14M次),而且需要使用8比特來表示數位化的信號。因此,數位訊號的總數約為每秒1億比特(100M比特)。且不說這是一個天文數字,就其容量而言,對積體電路來說,也是難於處理的。
因此,這個問題已經不是數位化本身的問題了。不過,為了提高數位化圖像質量,還需要進一步增加信息量。這就是數位化技術需要解決的難題,同時也是數位訊號的基本問題。