香港城市大學的一項研究，推動了數碼化聲音及影像質素與效率的數學理論向前發展。城大的研究以數碼世紀之父、美國學者尚農的理論為基礎。尚農在1940年代發表數碼通信的構思，但首席研究員周定軒博士指出，尚農的理論難以實行。 尚農認為，只需從傳播媒介某幾點取得樣本製成數碼信號，影像和聲音便可進行數碼化傳送，或使傳送更有效率。
儘管所得的影像和聲音與其本源有所差別，但信息損失很少。周博士說：「自此以後，科學家致力的，就是把差別減至最少。」
以聲音為例，可以在一秒的間距，或其他合適的間距點錄取數值，在重現時就應與原本的整體信號差不多。
周博士說：「至於影像，同樣是在間距點取得數值，或進行解像，在重現時與原來的影像也會十分近似。」
「這樣做的好處是只需錄取小量的數據，便可容納大量的信息。你總是希望用最少的數據，取得與本源最接近的影像或聲音。」
「運用這個概念，你當然會損失一定的信號，即使你認為聲音或影像已完全相同，但事實上卻不然。」
周博士認為，尚農理論的主要問題，在於信號處理的時間因素並不固定。時間因素必須固定，或在指定的時間錄取數值。
1970年代的研究，在所謂的「子帶編碼」系統中利用「正交鏡像」濾波器，將信號分成較小的頻率波段，使它們更易於處理。
周博士指出，如果要求正交鏡像濾波器有固定的脈衝反應，濾波器仍不能產生完美的效果。這會導致損失太多信號資料。新發明的濾波器，利用最新的共軛正交濾波器，可消除任何信息損耗。
周博士的研究集中於共軛正交濾波器的最新子帶編碼系統，並探討其在應用數學的分支小波分析中的基礎作用。
「除了知道系統是否完美，我們還可用數學證明那是正確的。」在揭示系統的數學基礎外，周博士的研究也提供清理共軛正交濾波器對稱信息的方法，從而加快演算時間。周博士說，用濾波器進行分頻，或將信號分割成較小的波段，意味不同的頻帶可以按照它們不同的特性予以處理。
以處理在高頻時通常出現的噪音干擾為例，周博士表示，如果將信號分割成子帶，可消除高頻中的噪音而無須觸動信號的其餘部分。傳送影像時，噪音可干擾象素，導致影像模糊或斷裂。周博士指出，進行數碼化之後，便需再進一步利用部分數碼信號進行壓縮，如果數碼化不理想，壓縮信號將會更差。
「我們需要求取一個平衡。如果數據數量小，傳送的速度將更快，但如果傳送大量數據以求接受時信息與本源相同，速度將會很慢。我們必須在兩者間取得平衡。」
周博士在北美、歐洲、新加坡和中國的學術會議中，報告了他的研究成果。

首席研究員
周定軒博士： mazhou@cityu.edu.hk