名医工作室 网站建设软件工程培训

模拟和数字信号是携带信息的信号类型。两种信号之间的主要区别在于模拟信号具有连续电信号，而数字信号具有非连续电信号。

模拟信号和数字信号之间的差异可以通过不同类型波的例子来观察。

什么是模拟信号(Analog Signals)？

许多系统使用模拟信号来传输信息。这些信号在值和时间上都是连续的。随着数字信号的到来，模拟信号的使用有所下降。简而言之，所有自然的信号都是模拟信号。

什么是数字信号(Digital Signals)？

数字信号：将代表图像的 连续（模拟）信号 转换为 离散（数字）信号 的过程。

模拟信号和数字信号之间的区别

模拟信号和数字信号之间的主要区别在于模拟信号是连续信号，而数字信号是离散信号。

这两个信号都用于电子通信系统，将信息从一个地方传输到另一个地方。

常见问题

数字信号的例子有哪些？

数字信号不会产生噪声。数字计算机和数字电话是数字信号的一些例子。

模拟信号的例子有哪些？

人声、模拟电话和温度计是模拟信号的一些例子。

如何将模拟信号转换为数字信号？

为了将模拟信号转换为数字信号，需要遵循两个步骤。第一步是采样(sampling)。在此步骤中，考虑了具有不同时间的连续电信号。考虑 x 轴和 y 轴的轴。采样通常沿 x 轴进行，分为两类，分别是采样和下采样。第二步称为量化(quantization)。量化是沿着 y 轴完成的，它处理图像，其中连续信号分为重叠信号和非重叠信号。

图像采样：

空间坐标的离散化称为空间采样，简称采样，确定了图像的空间分辨率。

用空间上部分点的灰度值代表图像，这些点称为采样点。

在采样时，若横向的像素数（行数）为 M ，纵向的像素数（列数）为 N，则图像总像素数为 M×N 个像素。

一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低，质量差，严重时出现马赛克效应。

采样间隔越小，所得图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但数据量大。

图像量化：

对采样点亮度（灰度）值的离散化过程确定了图像的灰（幅）度分辨率。

均匀量化：将样点灰度级值等间隔分档取整；

非均匀量化：将样点灰度级值不等间隔分档取整。

采样和量化的级数：假定图像取 M×N 个采样点，对样点值进行 G 级分档取整，
M,N,G 一般取 2 的整数次幂，$M=2^m,N=2^n,G=2^k$。

图像所需的位数： M×N×k(bit)

例如：存储1幅32 × 32，16个灰度级的图需要 4096 bit（32 x 32 x log2(16)）

量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像质量好，但数据量大；

量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量变差，但数据量小。

对 缓变的图像，应 粗采样、细量化，以避免假轮廓；

对 细节丰富的图像，应 细采样、粗量化，以避免模糊（混叠）

什么是采样定理?
采样定理被定义为可以用样本形式表示的连续时间信号，如果采样频率大于信号的最大频率，则可以恢复回来。

什么是欠采样？
欠采样定义为采样频率小于信号的最大频率，导致频谱的连续周期重叠。

参考：
https://byjus.com/physics/difference-between-analog-and-digital/
https://zhuanlan.zhihu.com/p/252635549
https://www.cnblogs.com/MAKISE004/p/17891972.html