Кодирование и декодирование информации Автор: Плотникова Г.А., учитель информатики

Источники
Кодирование и
декодирование информации
Автор: Плотникова Г.А., учитель информатики
МБОУ «Гимназия № 4», г. Пермь
КОДИРОВАНИЕ
ИЗОБРАЖЕНИЯ
Интересно, что…
• 90% информации из внешнего мира
человек воспринимает зрительным путем.
• XIX век – появление фотографии.
• 1895 г. – изобретение кино (братья Люмьер)
• XX век – изобретение магнитофона
(магнитная лента – носитель информации).
• K – количество оттенков
• b - битовая глубина цвета (длина
двоичного кода в битах).
• Код зависит от используемой модели цвета.
Пространственная дискретизация
Изображение в памяти ПК:
Аналоговая форма → дискретная форма
Примеры:
Аналоговая форма: полотно, картина
Дискретная: изображение, полученное с
помощью принтера (т.е. состоящее из
множества точек)
Устройства компьютерной графики:
1. графический дисплей
2. видеопамять
• 1 точка экрана – пиксель
• Множество пикселей – растр → растровое
изображение
• Разрешающая способность – это количество
точек по горизонтали * количество точек по
вертикали * единицу длины изображения
• Измеряется в dpi (dot pen inch) – количество
точек на дюйм (1 дюйм = 2,54 см)
I
2 =N
• I – глубина цвета ( количество бит для
кодирования 1 пикселя)
• N – количество цветов
Кол-во бит для
кодировки цвета
Кол-во цветов
Название «цветовой»
технологии или
Стиль изображения
1
2
Черно-белое
8
2 8 = 256
Цветное
16
65536
True Color
24
16777216
High Color
32
4294967296
• Объем видеопамяти:
V=m*n*b
• где:
• m-количество пикселей по горизонтали
• n-количество пикселей по вертикали
• b-количество бит необходимых для кодировки
цвета одного пикселя
Растровые изображения на экране
монитора
Качество изображения зависит от:
1. Разрешения экрана
2. Глубины цвета
В памяти ПК:
Номер точки → Двоичный код
2
10101010
Обновление кадра:
• На мониторе – 75 кадров / с
• В «кино» – 24 кадра / с
Размер экрана монитора :
измеряется в дюймах – 15 ‘’, 17 ‘’, …
Размер пикселя – 0, 28 мм, 0, 24 мм, …
Палитры в системах цветопередачи
• RGB
• CMYK
• HSB
Система RGB
(используется в мониторах,…_)
Базовые цвета:
R – красный
G – зелёный
B – синий
+ интенсивность цвета (т.е. яркость, от 0 до 255)
К + З + С = белый
Отсутствие (К + З + С) = чёрный
Система CMYK
(используется в принтерах)
С – голубая
М – пурпурная
У – жёлтая
К – расширение палитры
Принцип:
БЕЛЫЙ цвет минус ДРУГИЕ ЦВЕТА
С + М + У = чёрный
Система HSB
(используется в графических редакторах)
• Н – оттенок цвета
• S – насыщенность
• B – яркость
Изображение → установка H, S, B
Минимальное значение, т.е. В = 0
Максимальное значение, т.е. В = 100
Примеры:
1. В кодировании цвета используется RGB –
модель. Какой цвет соответствует коду
#008000?
2. Какой объем в памяти ПК занимает 16-ти
цветный рисунок размером 20х20
пикселей?
3. В кодировании цвета используется RGB –
модель. Какой цвет соответствует коду
#808080?
A 9 № 3682.
Черно-белое растровое
изображение кодируется
построчно, начиная с левого
верхнего угла и заканчивая в
правом нижнем углу.
При кодировании 1 обозначает
черный цвет, а 0 – белый.
Для компактности результат записали в восьмеричной
системе счисления. Выберите правильную запись кода.
1) 57414
2) 53414
3) 53412
4) 53012
A 9 № 1101.
Для кодирования букв О, В, Д, П, А решили использовать двоичное представление чисел 0, 1,
2, 3 и 4 соответственно (с сохранением одного
незначащего нуля в случае одноразрядного
представления). Если закодировать последовательность букв ВОДОПАД таким способом и результат записать восьмеричным кодом, то получится
1) 22162
2) 1020342
3) 2131453
4) 34017
A 9 № 1121.
Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из символов А, Б, В и Г, используется
посимвольное кодирование: А-00, Б-11, В-010,
Г-011. Через канал связи передаётся сообщение:
ВБГАГВ. Закодируйте сообщение данным кодом.
Полученное двоичное число переведите в шестнадцатеричный вид.
1) CBDADC
2) 511110
3) 5В1А
4) А1В5
A 9 № 3669.
Для 5 букв латинского алфавита заданы их двоичные коды (для некоторых букв - из двух бит,
для некоторых - из трех). Эти коды представлены
в таблице. Определите, какой набор букв закодирован двоичной строкой 1100000100110
a
000
1) baade
2) badde
3) bacde
4) bacdb
b
110
c
01
d
001
e
10
A 9 № 3670.
Для кодирования букв А, Б, В, Г используются
четырехразрядные последовательные двоичные числа от 1000 до 1011 соответственно.
Если таким способом закодировать последовательность символов БГАВ и записать результат в восьмеричном коде, то получится:
1) 175423
2) 115612
3) 62577
4) 12376
A 9 № 3679.
Для кодирования сообщения, состоящего только
из букв A, B, C, D и E, используется неравномерный по длине двоичный код. Какое (только
одно!) из четырех полученных сообщений было
передано без ошибок и может быть раскодировано.
A
B
C
D
E
000 11
1) 110000010011110
2) 110000011011110
3) 110001001001110
4) 110000001011110
01 001 10
A 9 № 3680.
Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из букв А, Б, В, Г решили использовать неравномерный по длине код: A=1, Б=01,
В=001. Как нужно закодировать букву Г, чтобы
длина кода была минимальной и допускалось
однозначное разбиение кодированного сообщения на буквы?
1) 0001
2) 000
3) 11
4) 101
Решение
Справка
Для того, чтобы сообщение, записанное с помощью неравномерного по длине кода, однозначно раскодировалось, требуется,
чтобы никакой код не был началом другого (более длинного)
кода.
Рассмотрим варианты для буквы Г, начиная с самого короткого.
3) Г=11: код буквы A является началом этого кода, поэтому этот
вариант не подходит.
4) Код Г=101 не подходит по аналогичной причине.
2) Код Г=000 не совпадает с началом ни одного кода, следовательно это и есть правильный ответ.
Правильный ответ указан под номером 2.
A 9 № 3681.
Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из букв А, Б, В, Г решили использовать неравномерный по длине код: A=0,
Б=100, В=101. Как нужно закодировать букву Г,
чтобы длина кода была минимальной и допускалось однозначное разбиение кодированного
сообщения на буквы?
1) 1
2) 11
3) 01
4) 010
Пояснение.
Для того, чтобы сообщение, записанное с помощью неравномерного по длине кода, однозначно раскодировалось, требуется, чтобы никакой код не был началом другого (более длинного) кода.
Рассмотрим варианты для буквы Г, начиная с самого короткого.
1) Г=1: код буквы Г является началом кода буквы В=101 и
Б=100, поэтому этот вариант не подходит.
2) Код Г=11 не совпадает с началом ни одного кода, следовательно, это и есть правильный ответ.
В вариантах 3) и 4) код буквы А=0 является началом кода
буквы Г, поэтому они не подходят.
Правильный ответ указан под номером 2.
A 9 № 4580.
Для кодирования некоторой последовательности, состоящей из букв А, Б, В, Г и Д, решили использовать
неравномерный двоичный код, позволяющий однозначно декодировать двоичную последовательность,
появляющуюся на приёмной стороне канала связи.
Для букв А, Б, В и Г использовали такие кодовые
слова: А–111, Б–110, В–100, Г–101.Укажите, каким кодовым словом может быть закодирована буква Д. Код
должен удовлетворять свойству однозначного декодирования. Если можно использовать более одного кодового слова, укажите кратчайшее из них.
1) 0
2) 01
3) 00
4) 000
Пояснение
Мы видим, что выполняется условие Фано: никакое
кодовое слово не является началом другого кодового слова, поэтому однозначно можем раскодировать
сообщение с начала.
Чтобы закодировать Д, необходимо выполнение
условия Фано в новом коде.
Каждый из этих вариантов может быть новым словом, т. к. не является началом ни одного из кодовых
слов. Поэтому выбираем самое короткое — 0.
Правильный ответ указан под номером 1.
Справка
• закодированное сообщение можно однозначно
декодировать с начала, если выполняется
условие Фано: никакое кодовое слово не
является началом другого кодового слова;
• закодированное сообщение можно однозначно
декодировать с конца, если выполняется
обратное условие Фано: никакое кодовое слово
не является окончанием другого кодового слова;
• условие Фано – это достаточное, но не
необходимое условие однозначного
декодирования.
Источники:
1. http://xn--80ablbaanka7beun6ae4de9e.xn-p1ai/shablony/Page-3-20.html - шаблон
оформления
2. http://inf.reshuege.ru/test?theme=170 –
примеры заданий