數字化是將信息轉換成數字(即計算機可讀)格式的過程,是指將任何連續變化的輸入如壹幅圖片的線條轉換成壹系列分離的單元,在計算機中用0和1表示。這種轉換通常用模數轉換器來完成。
數字化就是將許多復雜多變的信息轉化為可測量的數字和數據,然後用這些數字和數據建立合適的數字模型,再將它們轉化為壹系列二進制代碼,引入計算機進行統壹處理。這是數字化的基本過程。
優勢:
1.與模擬信號相比,數字信號是處理信號。處理信號對外界環境和有雜波、失真的電路條件具有良好的穩定性。可以說,數字信號適用於容易出現雜波和波形失真的錄像機和遠距離傳輸。數字信號傳輸具有穩定性好、可靠性高的優點。
2.數字信號需要集成電路(IC)和大規模集成電路(ISI)嗎?[2],而且計算機很容易處理數字信號。數字信號也適用於數字特技和圖像處理。
3.數字信號處理電路簡單。它沒有模擬電路中的各種調整,因此電路工作穩定,技術人員可以從日常調整工作中解放出來。例如,在模擬攝像機中,需要使用100個以上的可變電阻。有些地方,在調節這些可變電阻的同時,還需要調節相機的拍攝特性。
各種調整相互之間有著潛移默化的影響,需要反復調整才能讓相機接近完美的工作狀態。在電視廣播設備中,攝像機仍然是壹個相對較小的電子設備。如果相機是100%數碼,就沒必要調了。對於制造商來說,相機的成本降低了。對於電視臺來說,不需要熟練的工程師,節目制作時間縮短。
4.數字信號易於壓縮。這是數碼相機的主要優勢。
缺點:
1.與模擬信號相比,數字信號本身確實受外界雜波影響較小,但它無法識別轉換成數字信號的模擬信號本身的雜波。因此,用於將模擬信號轉換成數字信號的模數(A/D)轉換器不能區分圖像信號和雜波。
2.數字處理會損害圖像質量。也就是說,經過模擬→數字→模擬處理後,圖像質量會有壹定程度的降低。嚴格來說,當數字信號還原成模擬信號時,與原來的模擬信號相比,必然會受到損傷。這與以下缺點密切相關。
3.模擬信號數字化後,信息量會爆炸式膨脹。為了數字化壹個帶寬為(f)的模擬信號,需要以大約(2f+α)的頻率采樣,圖像信號必須用8比特量化(比特是單位脈沖信號)。
具體來說,如果圖像信號的帶寬為5MHz,則至少需要采樣13×106到14×106次(13M到14M次),並且需要使用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,也是集成電路難以處理的。
所以這個問題已經不是數字化本身的問題了。然而,為了提高數字圖像的質量,有必要進壹步增加信息量。這是數字技術需要解決的難題,也是數字信號的基本問題。