1.2　數模轉換

隨著計算機和網絡的普及，現實世界的模擬數據需要保存到計算機中，然后經過計算處理后在網絡上共享、傳播。這個過程需要將模擬信息轉換為數字數據，也稱為數模轉換過程，有些書籍、論文中也稱為數字化過程。

模擬信息轉換為數字數據，需要采樣（sampling）和量化（quantization）兩個步驟。采樣也稱為取樣或抽樣，是將無限的、連續的模擬信息轉換為有限的、離散的數據。例如，將時間軸上連續的信號每隔一定的時間間隔抽取出一個信號的樣本，使其成為時間上離散的序列。量化是將信號的連續取值近似為有限個離散值的過程。

采樣過程中涉及采樣率的概念，即抽取信號的時間間隔。量化過程中涉及位深的概念，即量化的等級。為了方便計算機處理，量化一般為2的整數次冪。如將紙質黑白圖片輸入計算機時要進行數模轉換，采樣率即圖片分辨率，量化即為灰度級。將聲音輸入計算機時，采樣率即多長時間的間隔獲取一個聲音屬性，量化即為聲音的幅度屬性。采樣率和位深決定模擬信息轉換為數字數據的質量，采樣率越高、位深越大質量越好，但存儲文件會增大，計算機處理和網絡傳播都會受到影響。所以，考慮到人眼和人耳的辨識能力、數字文件的大小、計算機的處理能力和網絡傳播速度等原因，采樣率和位深有一個理想的數值，如為獲取CD音質的音頻采樣率一般是44100Hz，即每秒采樣44100個；位深是16比特，即將聲音的振幅分為65536（216）個等級。

模擬數據在讀取時，由于測量設備的原因，只能是一個近似值。經過數模轉換后，很多信息不能被精確地表示，也是一個近似值。