ADC หรือ Analog to Digital Converter
การแปลงสัญญาณจากอนาลอกเป็นดิจิตอลจะมีอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณที่เรียกว่าA/D converter หรือ Analog to Digital converter โดยอุปกรณ์นี้จะตรวจจับสัญญาณที่ได้จากหัววัดสัญญาณ จากนั้นจะแปลงค่าต่างๆ ที่สุ่มได้เป็นค่านับวัดในระบบดิจิตอลตามระดับที่กำหนดด้วยค่า Bit ที่ใช้ เรียกการแปลงค่านี้ว่า Digitization และค่า Bit ที่ใช้ในการกำหนดจำนวนระดับของค่าดิจิตอลหรือรายละเอียดที่ต้องการเรียกว่า Bit depth ซึ่งเป็นค่าบ่งบอกความละเอียดของสัญญาณหรือรายละเอียดของภาพ (Spatial resolution) นั่นเอง
Data sampling
การแปลงสัญญาณจากอนาลอกเป็นดิจิตอลจะถูกสุ่มค่าจากสัญญาณไฟฟ้าตามเวลาที่เปลี่ยนแปลงไปซึ่งตัวเลขสุ่มที่ได้แต่ละค่าจะกำหนดเป็นระดับค่าดิจิตอลตามระดับเทียบเท่ากับระบบ bit ที่ใช้ซึ่งหากสุ่มจำนวนที่เหมาะสมพอดีค่าดิจิตอลที่ได้เมื่อนำไปสร้างภาพจะแปลงเป็นภาพได้สมบูรณ์มีรายละเอียดที่ครบถ้วนตามต้องการแต่หากสุ่มน้อยเกินไปภาพที่ได้จะเกิดความคลาดเคลื่อนในการแปลงภาพ ทำให้ภาพผิดไปจากความเป็นจริง แต่ถ้าสุ่มจำนวนมากเกินไปแล้วเมื่อนำไปสร้างภาพแม้จะได้ภาพที่มีรายละเอียดต่างๆ สมบูรณ์เหมือนภาพต้นแบบแต่จะทำให้เวลาที่ใช้ในการประมวลผลมากเกินจำเป็น ซึ่งความถี่ที่ใช้สุ่มข้อมูล (Sampling frequency) ที่เหมาะสมเรียกว่า Nyquist frequency ซึ่งมีค่าเท่ากับ 2 เท่าของความถี่สัญญาณ input
Aliasing
Sampling frequency เป็นความถี่ในการนับวัดสัญญาณที่เวลาใดๆ เพื่อแปลงค่าเป็น Digital signal จะต้องมีความถี่เป็น 2 เท่าหรือมากกว่าความถี่สูงสุด ( fmax ) ของสัญญาณ เรียกความถี่นี้ว่า Nyquist frequency ถ้า Sampling frequency มีค่าน้อยกว่า Nyquist frequency จะเกิดการสูญเสียสัญญาณการสร้างภาพมาก (S/N ต่ำ) ภาพที่ได้เกิดลักษณะที่เรียกว่า Aliasing artifact
Shannon sampling theorem
“ An analog signal containing components up to a maximum frequency f-Hz may be completely by regularly spaced samples of 2f or twice the signal frequency”
จากหลักการดังกล่าวจะพบว่าอัตราการนับวัดสัญญาณ (Sampling rate; T)
T = 1/2f
ความถี่ที่น้อยที่สุดในการเก็บข้อมูลคือ 2f (Nyquist frequency)
