现在数字化媒体设备都是处理数字信号，尤其是多媒体平台只能处理数字信号，传统的视听信号必须进行模数转化处理为数字信号，如图4-1-9和图4-1-10所示。例如把彩色照片通过扫描仪转换成数字图像，通过声卡把声音信息转变为数字音频，通过视频采集卡把录制在录像带上的电视节目转变成数字视频等。把模拟信号转化为数字信号的过程是通过采样与量化、数据编码和数据压缩来实现的。信号的数字化处理包括采样与量化两个环节。采样是在时间上对信号的离散化，量化是在信号的幅度上进行离散化。下图是两种波形比较，模拟信号是一个连续的波形，而数字信号是一个离散的锯齿波形状。在模拟信号转换为数字信号时，信号转换的质量受到采样频率和采样精度的影响，在量化时受到量化数据位数的影响。
图4-1-9 模拟信号波形
图4-1-10 数字信号波形
（一）图像的采样与量化
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图4-1-11 彩色照片原理示意图
如图4-1-11所示，一幅彩色照片可以看成是由（n×m）个小方块组成的红、绿、蓝三幅图像的叠加，其中每一个方块表示一个像素。这样就很容易对一幅图像进行采样，所以图像采样的精度就由（m×n）的大小决定，两者乘积越大，像素量就越大，采样精度就越高，反之采样精度就低。对一个像素更加精细化的量化描述就涉及二进制位数，描述像素精细化的表达就是量化。描述像素细微差别的位数越高，图像就会显得更加精细，在色彩上也会更加逼真。常用的色彩位数有8 Bit，16 Bit，24 Bit。相应能够量化的数据级数为28=256，216=65536，224=16777216。24 Bit基本上已经涵盖了人眼能看到的绝大多数颜色，通常称为24Bit真彩色。
（二）声音的采样与量化
磁带录音机产生的声音是模拟的声音信息，今天几乎所有的声音信息都是数字化的音频，而且计算机软件只能处理数字化的声音，今天几乎所有的专业化声音录制、编辑器都是数字方式。对模拟音频数字化处理的过程包括音频的采样、量化和编码，如图4-1-12所示。采样和量化的过程可由A/D转换器实现。A/D转换器以固定的频率去采样，然后量化声音信号再经编码以文件形式保存在计算机的存储介质中。采样频率是指采样时的时间间隔，也就是计算机每秒钟采集多少个声音样本，常见的音频采样频率有11.02 kHz、22.05 kHz、44.1 kHz、48 kHz、50 kHz、96 kHz等。“量化”通常是指把声波波形幅度的数字化表示，量化值常用不同二进制位来表示。采用8位（bit）二进制的方式划分纵轴量化值，其纵轴将会被划分为256个量化等级，用以记录其幅度大小。目前，专业录音行业的最高质量标准就是：24比特定点位深、192000 Hz采样频率，简称“24Bit/192 kHz。”。当然，将来这个标准依然会继续提高，向32 Bit/384 kHz的标准发展也是趋势。
图4-1-12 音频模拟信号的数字化过程示意图
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