數位影像中，會使用類比數位轉換器（ ADC）將類比訊號轉換成數位訊號，下列何者不是類比數位轉換器的功能？

本題觀念：

本題考查數位影像系統中，類比數位轉換器（Analog-to-Digital Converter, ADC）的基本原理與功能。在醫學數位影像（如 CR、DR 系統）的形成過程中，必須將自然界中連續的物理訊號轉換成電腦可以運算儲存的二進位資料。ADC 負責接收「連續的類比電訊號」，並將其轉換為「離散的數位訊號」。

選項分析

• A. 取樣 (Sampling)：ADC 的功能之一。取樣是將「時間/空間上連續」的類比訊號，依照固定的頻率（取樣率）擷取出離散點的過程。
• B. 訊號數位化 (Digitization of signal / Encoding)：ADC 的功能之一。這對應到 ADC 流程中的「編碼」步驟，也就是將量化後的數值轉換為電腦能讀取的二進位代碼（0 與 1）。
• C. 將光訊號轉換成電訊號：非 ADC 的功能。將光訊號轉換為電訊號是**光電偵測器（Photodetector）**的工作（例如：CR 系統中的光電倍增管 PMT，或 DR 系統中的非晶矽光電二極體 a-Si Photodiode）。ADC 僅處理「電訊號對電訊號」的格式轉換。
• D. 數值化 (Quantization / 量化)：ADC 的功能之一。數值化或稱「量化」，是將取樣得到的連續振幅大小，映射到有限階層的離散數值上（該階層數由系統的位元深度 bit depth 決定）。

答案解析

在醫學影像系統的訊號處理鏈中，物理訊號的轉換順序為：X射線 $\rightarrow$ 可見光（間接轉換型設備） $\rightarrow$ 類比電訊號 $\rightarrow$ 數位電訊號。 負責將光訊號轉為類比電訊號的元件是光感測器（如光電二極體或光電倍增管）；而 ADC 負責的是後段的「類比電訊號 $\rightarrow$ 數位電訊號」轉換。 ADC 的完整運作流程固定包含三大步驟：取樣（Sampling）、量化/數值化（Quantization） 以及 編碼/訊號數位化（Encoding）。故選項 C 不是 ADC 的功能，為本題正確答案。

核心知識點

針對醫學影像的訊號轉換，考生必須牢記以下觀念：

1. ADC (類比數位轉換器) 三大步驟：
   • 取樣 (Sampling)：將連續的時間或空間訊號離散化。取樣頻率越高，影像的空間解析度 (Spatial Resolution) 越好。需符合奈奎斯特理論 (Nyquist Theorem)。
   • 量化/數值化 (Quantization)：將連續的振幅離散化。此步驟決定了像素能表現的灰階數，與位元深度 (Bit depth) 直接相關，影響影像的對比解析度 (Contrast Resolution)。
   • 編碼 (Encoding)：將量化後的數值以二進位 (Binary) 表示。
2. 硬體元件對應功能：
   • 閃爍體 (Scintillator)：將X射線轉換為可見光。
   • 光電偵測器 (Photodetector)：將可見光轉換為類比電壓/電流訊號。
   • ADC：將類比電壓/電流訊號轉換為數位訊號。

參考資料

1. ADC（類比數位轉換器） - iT 邦幫忙
2. 類比數位轉換器 - 維基百科