Двоичное кодирование информации

Двоичное кодирование информации
Аналоговый и дискретный
способы представления
изображений и звука
Аналоговый и дискретный способы
представления изображений и звука



Графическая и звуковая информация может
быть представлена в аналоговой и дискретной
форме.
При аналоговом представлении величина
принимает бесконечное множество значений,
причем ее значения изменяются непрерывно.
При дискретном представлении величина
принимает конечное множество значений,
причем ее величина изменяется скачкообразно.
Пример:
Аналоговое и дискретное
кодирование



Положение тела на
наклонной плоскости и на
лестнице.
При движении тела по
наклонной плоскости его
координаты могут принимать
бесконечное множество
непрерывно изменяющихся
значений.
При движении по лестнице –
только определенный набор
значений.
Y
X
Примеры
Аналоговое
представление:
 живописное полотно
(цвет изменяется
непрерывно)
Пластинка
со
звукозаписью (звуковая
дорожка изменяет свою
форму непрерывно)
Дискретное
представление:
 изображение,
напечатанное с
помощью струйного
принтера (изображение
состоит из точек)
Аудиокомпакт-диск
(звуковая дорожка
содержит участки с
различной отражающей
способностью)
Дискретизация

Это преобразование непрерывных
изображений и звука в набор дискретных
значений в форме кодов.

В процессе дискретизации происходит
разбиение непрерывного изображения и
аналогового звукового сигнала на
отдельные элементы и производится
кодирование каждого элемента, т.е.
присвоение каждому элементу
конкретного значения в форме кода.
Двоичное кодирование
графической информации

Пространственная дискретизация
Изображение разбивается на
отдельные маленькие фрагменты (точки),
каждому из которых присваивается
значение его цвета, т.е. код цвета
(красный, зеленый, синий и т.д.) – рис.

Качество кодирования изображения зависит
от двух параметров: размера точки (чем меньше
размер, тем лучше изображение) и количества
цветов
рис.
Формирование растрового
изображения

Графическая информация на экране монитора
представляется в виде растрового
изображения, которое формируется из
определенного количества строк, которые в
свою очередь содержат определенное
количество точек (пикселей).

Качество изображения определяется
разрешающей способностью монитора, т.е.
количеством точек, из которых оно
складывается, и глубиной цвета.
Разрешающая способность
монитора
Чем
больше разрешающая способность
монитора, тем выше качество
изображения.

В современных ПК
обычно используются
три основные
разрешающие
способности экрана:
800х600, 1024х768 и
1280х1024.
Глубина цвета и количество
отображаемых цветов
Глубина цвета (I)
8
Количество
отображаемых
цветов (N)
28=256
16 (High Color)
216=65 536
24 (True Color)
224=16 777 216
32 (True Color)
232=4 294 967 296
Графический режим

Для того, чтобы на экране монитора
формировалось изображение, информация о
каждой его точке (код цвета точки) должна
храниться в видеопамяти компьютера.
Расчет объема видеопамяти для
графического режима с разрешением 800х600
точек и глубиной цвета 24 бита на точку.
Решение
1)
800х600=480 000 – всего точек на экране
2)
24 х 480 000 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт
= 1406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт – необходимый
объем видеопамяти

Вопрос к самостоятельному
выполнению

Рассчитать объем
видеопамяти для
графического режима с
разрешением 1024х768 точек и
глубиной цвета 32 бита на точку.
Установка графического
режима

На Рабочем столе щелкнуть правой
кнопкой мыши, из контекстного меню
выбрать Свойства, появится
диалоговая панель Свойства: Экран.

Выбрать вкладку Настройка, которая
информирует вас о марке
установленного монитора и
видеоадаптера и предоставляет
возможность установить графический
режим экрана (разрешающую
способность и глубину цвета)
Двоичное кодирование
звуковой информации

Звук представляет собой звуковую волну с
непрерывно меняющейся амплитудой и
частотой.

Чем больше амплитуда, тем звук громче для
человека, чем больше частота, тем выше тон.

В компьютере звуковой сигнал превращается в
последовательность электрических импульсов
(двоичных нулей и единиц)
Временная дискретизация

Разбиение звуковой А(t)
волны на отдельные
маленькие временные
участки, причем для
каждого участка
устанавливается
определенная
величина амплитуды.
t
Временная дискретизация

Каждой «ступеньке» присваивается
значение уровня громкости звука, его код
(1, 2, 3 и так далее).

Чем большее количество уровней
громкости будет выделено в процессе
кодирования, тем большее количество
информации будет нести значение
каждого уровня и тем более
качественным будет звучание.
Звуковые карты

Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную
глубину кодирования.

Качество кодирования зависит от количества измерений
уровня сигнала в единицу времени, то есть частоты
дискретизации.

Чем больше частота, тем точнее процедура двоичного
кодирования.

Частота дискретизации аналогового звукового сигнала
может принимать значения от 8 до 48 кГц.
пример
Пример

Расчет информационного объема
стереоаудиофайла длительностью
звучания 1 секунда при высоком
качестве звука (16 бит, 48 кГц).
16 бит х 48 000 х 2 = 1 536 000 бит =
192 000 байт = 187,5 Кбайт
Вопрос к самостоятельному
выполнению

Рассчитать
информационный объем
мелодии для вашего телефона
звучанием 10 секунд с глубиной
8 бит и частотой 8 кГц в стерео
режиме.