香港城市大学的一项研究，推动了数码化声音及影像质素与效率的数学理论向前发展。城大的研究以数码世纪之父、美国学者尚农的理论为基础。尚农在1940年代发表数码通信的构思，但首席研究员周定轩博士指出，尚农的理论难以实行。 尚农认为，只需从传播媒介某几点取得样本制成数码信号，影像和声音便可进行数码化传送，或使传送更有效率。
尽管所得的影像和声音与其本源有所差别，但信息损失很少。周博士说：「自此以后，科学家致力的，就是把差别减至最少。」
以声音为例，可以在一秒的间距，或其他合适的间距点录取数值，在重现时就应与原本的整体信号差不多。
周博士说：「至于影像，同样是在间距点取得数值，或进行解像，在重现时与原来的影像也会十分近似。」
「这样做的好处是只需录取小量的数据，便可容纳大量的信息。你总是希望用最少的数据，取得与本源最接近的影像或声音。」
「运用这个概念，你当然会损失一定的信号，即使你认为声音或影像已完全相同，但事实上却不然。」
周博士认为，尚农理论的主要问题，在于信号处理的时间因素并不固定。时间因素必须固定，或在指定的时间录取数值。
1970年代的研究，在所谓的「子带编码」系统中利用「正交镜像」滤波器，将信号分成较小的频率波段，使它们更易于处理。
周博士指出，如果要求正交镜像滤波器有固定的脉冲反应，滤波器仍不能产生完美的效果。这会导致损失太多信号资料。新发明的滤波器，利用最新的共轭正交滤波器，可消除任何信息损耗。
周博士的研究集中于共轭正交滤波器的最新子带编码系统，并探讨其在应用数学的分支小波分析中的基础作用。
「除了知道系统是否完美，我们还可用数学证明那是正确的。」在揭示系统的数学基础外，周博士的研究也提供清理共轭正交滤波器对称信息的方法，从而加快演算时间。周博士说，用滤波器进行分频，或将信号分割成较小的波段，意味不同的频带可以按照它们不同的特性予以处理。
以处理在高频时通常出现的噪音干扰为例，周博士表示，如果将信号分割成子带，可消除高频中的噪音而无须触动信号的其余部分。传送影像时，噪音可干扰象素，导致影像模糊或断裂。周博士指出，进行数码化之后，便需再进一步利用部分数码信号进行压缩，如果数码化不理想，压缩信号将会更差。
「我们需要求取一个平衡。如果数据数量小，传送的速度将更快，但如果传送大量数据以求接受时信息与本源相同，速度将会很慢。我们必须在两者间取得平衡。」
周博士在北美、欧洲、新加坡和中国的学术会议中，报告了他的研究成果。

首席研究员
周定轩博士： mazhou@cityu.edu.hk