模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)有什么區(qū)別？

　　今天來聊聊一個(gè)經(jīng)常會(huì)遇到的概念，那就是“模擬與數(shù)字”，它們既是信號(hào)的模式也是一種傳輸方式，尤其在音視頻行業(yè)，大家對(duì)模擬接口和數(shù)字接口想必都不陌生，那么模擬和數(shù)字二者有什么區(qū)別呢?

　　嚴(yán)格來說，我們?cè)谧匀唤缰薪佑|到的各種物理量都是模擬信號(hào)，比如說話的聲音、溫度、濕度、光照等，這些數(shù)據(jù)可以隨時(shí)間連續(xù)變化。以溫度計(jì)為例，我們可以以時(shí)間和溫度為坐標(biāo)，描繪出一個(gè)連續(xù)的曲線，這就是模擬信號(hào)的函數(shù)圖像 。

　　在傳輸過程中，我們可以利用傳感器將各種連續(xù)信號(hào) 轉(zhuǎn)換成幾乎一模一樣的電信號(hào)，比如依靠麥克風(fēng)將聲帶震動(dòng)頻率的聲波信號(hào)模擬成電信號(hào)，此時(shí)電信號(hào)的波形與原來的聲波波形一致，說話的聲音就這樣被記錄下來了。

　　早期的設(shè)備記錄的都是模擬信號(hào)，比如膠片、磁帶、電話、監(jiān)控?cái)z像機(jī)等，模擬信號(hào)最接近于自然界原本的形態(tài)，在很多領(lǐng)域都是不可或缺的存在。

　　但隨著數(shù)碼時(shí)代的到來，模擬信號(hào)也表現(xiàn)出了缺陷，其中最大的問題是抗干擾能力弱，在經(jīng)過多次傳輸或存儲(chǔ)后，質(zhì)量也會(huì)有所損失，因此誕生了更適合計(jì)算機(jī)設(shè)備使用的數(shù)字信號(hào) 。

　　如果說模擬信號(hào)是對(duì)自然形態(tài)的模擬，那么數(shù)字信號(hào)就是對(duì)模擬信號(hào)的“模擬”，它將模擬信號(hào)的連續(xù)曲線進(jìn)行采樣，從而變成離散的信號(hào)，再將這些信號(hào)量化為具體的數(shù)值，最后用二進(jìn)制的方式表示出來。

　　經(jīng)過了模擬轉(zhuǎn)數(shù)字的過程后，信號(hào)的每個(gè)變化都有了對(duì)應(yīng)的具體數(shù)值，無論復(fù)制或傳輸多少次，只要對(duì)應(yīng)原本的數(shù)值就能大大避免信號(hào)損失。

　　但想必你也看得出來，數(shù)字信號(hào)在記錄的過程中是有所“失真”的，就像下面這幅圖像，與原圖像總是有所區(qū)別。又比如有些時(shí)候我們?cè)诼犚魳窌r(shí)會(huì)感到明顯的“數(shù)碼味”，這也是一種“失真”的表現(xiàn)。

　　不過隨著設(shè)備性能的提升，如今的數(shù)字信號(hào)可以將采樣劃分得非常細(xì)致，再加上進(jìn)一步的處理，最終呈現(xiàn)出來的形式與模擬信號(hào)幾乎沒有區(qū)別，這一點(diǎn)在視頻領(lǐng)域尤其明顯，如今的相機(jī)等設(shè)備拍攝出來的都是數(shù)字圖像，可以達(dá)到很高的分辨率，很方便地在計(jì)算機(jī)里進(jìn)行處理，上傳至各種平臺(tái)。

　　但模擬信號(hào)也并非無用武之地，從傳感器到信號(hào)處理，在實(shí)際工程應(yīng)用中采集的數(shù)據(jù)都是模擬信號(hào)，可以說，模擬信號(hào)是數(shù)字信號(hào)的基礎(chǔ)，而數(shù)字信號(hào)是模擬信號(hào)的量化，二者并沒有高下之分，只是表現(xiàn)方式不同。