Кодирование информации. Текст. Изображение. Звук презентация

декодированием.

Исходный алфавит - отображаемый набор знаков. Кодовый алфавит – набор знаков, который используется для отображения.

В вычислительной технике используется цифровое (двоичное) кодирование.
Сжатие – кодирование с целью уменьшения объема сообщения
Степень избыточности зависит от типа данных.

или набором знаков того алфавита, в котором выполняется кодирование.

Шифрование (криптографическое кодирование) для защиты информации от несанкционированного доступа.

Оптимальное кодирование – для устранения избыточности данных путем снижения среднего числа символов кодового алфавита, предназначенных для представления одного исходного символа.

Помехоустойчивое кодирование - для обнаружения и исправления ошибок при передаче данных.

отданы производителям аппаратных средств (компьютеров, печатающих устройств). Это так называемые управляющие коды, которым не соответствуют никакие символы языков. Ими можно управлять выводом данных.

цифр, арифметических действий и специальных символов.

Здесь расположены национальные системы кодирования. Отсутствие единого стандарта в этой области привело к множественности одновременно действующих кодировок. В настоящее время наиболее часто можно встретить следующие кодовые страницы для русских букв :
 Альтернативная кодировка, она же IBM СР866 — в системах DOS;
 Windows-1251, она же Microsoft code page 1251 (CP1251), в системах Windows;
 Семейство кодовых страниц KOI8 — в системах на основе UNIX (и Linux)

второй половине заменены на кириллицу, оставляя псевдографические символы нетронутыми. Следовательно, это не портит вид программ, использующих для работы текстовые окна, а также обеспечивает использование в них символов кириллицы. Альтернативная кодировка всё ещё жива и чрезвычайно популярна в среде DOS и OS/2. Кроме того, в этой кодировке записываются имена в файловой системе FAT (и короткие имена в VFAT). CP866 до сих пор используется в консоли русифицированных систем семейства Windows NT.

версий Microsoft Windows. Пользуется довольно большой популярностью. Windows-1251 выгодно отличается от других 8-битных кириллических кодировок (таких как CP866, KOI8-R и ISO-8859-5) наличием практически всех символов, использующихся в русской типографике для обычного текста (отсутствует только значок ударения); она также содержит все символы для близких к русскому языку языков: украинского, белорусского, сербского и болгарского. Имеет два недостатка: • строчная буква я имеет код 255 в десятичной системе. Она является виновницей ряда неожиданных проблем в программах использующих этот код как служебный ; • отсутствуют символы псевдографики

Разработчики КОИ-8 поместили символы русского алфавита в таблице таким образом, что позиции кириллических символов соответствуют их фонетическим аналогам в английском алфавите в базовой таблице. Это означает, что если в тексте, написанном в КОИ-8, убирать восьмой бит каждого символа (отнять 128), то получается читабельный текст, хотя он и написан латинскими символами. Например, слова “Русский Текст” превратились бы в “rUSSKIJ tEKST”. Как побочное следствие, символы кириллицы оказались расположены не в алфавитном порядке. Существует несколько вариантов кодировки КОИ-8 для различных кириллических алфавитов. Русский алфавит описывается в кодировке KOI8- R, украинский –– в KOI8-U. KOI8-R стал фактически стандартом для русской кириллицы в юникс-подобных операционных системах и электронной почте.

OC Linux;
Macintosh Cyrillic – ОС MacOS;
CP-866 (DOS) – OC DOS и OS/2;
ISO-8859 – попытка стандартизации всех кириллических языков.
Unicode – стандарт 16 битовой кодировки, введен Microsoft в 1997 г.
216 = 65536, что позволяет закодировать символы всех национальных языков планеты.

символов алфавита, предназначенного для представления исходного сообщения.
Статистические методы (арифметическое кодирование и метод Хаффмена): предварительное построение таблицы кодирования, в которой чем выше частота появления символа в тексте, тем короче код символа.
Словарные методы (LZ – методы): нахождение повторяющихся последовательностей (слов) в сообщении и замена всех повторений ссылкой на первое вхождение.

фотография

непрерывно

дискретизацией

Аналоговая форма

Дискретная форма

сканирование

- пиксели

пиксель

цвет.

В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения.

на единицу длины изображения.

качество изображения.

Величина разрешающей способности выражается в dpi
(dot per inch – точек на дюйм), т.е. количество точек в полоске изображения длиной один дюйм (1 дюйм=2,54 см.)

принять точки изображения).

Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения, называется глубиной цвета.

Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, могут быть вычислены по формуле: N=2

I

– черный и белый. По формуле N=2 можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки:

I

2=2

I

2=2

1

I = 1 бит

Для кодирования одной точки черно-белого изображения
достаточно 1 бита.

цвета и количество цветов в палитре

цвета размером 10х10 пикселей. Каков информационный объем этого файла?

Задачи:

Решение: 16 = 2 ; 10*10*4 = 400 бит

2. 256-цветный рисунок содержит 120 байт информации. Из скольких точек он состоит?

Решение:
120 байт = 120*8 бит; 265 = 2 (8 бит – 1 точка).
120*8/8 = 120

8

4

сканера.

Оптическое разрешение – количество светочувствительных элементов на одном дюйме полоски

Аппаратное разрешение –
количество «микрошагов» светочувствительной полоски на 1 дюйм изображения

например, 1200 dpi

например, 2400 dpi

величины
пространственного разрешения и глубины цвета.

определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке

характеризует количество цветов, которое могут принимать точки изображения
(измеряется в битах)

480 000 точек

приборов на различные цвета спектра:

- красный
- оранжевый
- желтый
- зеленый
- голубой
- синий
- фиолетовый

глаза.
Колбочки наиболее чувствительны к красному, зеленому и синему цветам.

формируется путём сложения красного,
зеленого и синего цветов.

Color = R + G + В

При этом надо учитывать глубину цвета — количество битов, отводимое в компьютере для кодирования цвета.
Для глубины цвета 24 бита (8 бит на каждый цвет):
0 ≤ R ≤ 255, 0 ≤ G ≤ 255, 0 ≤ B ≤ 255

сложения базовых цветов, каждый из которых может иметь различную интенсивность.

излучающих свет технических устройствах.

формируется путём наложения голубой, пурпурной, жёлтой и черной красок.

путем вычитания из белого цвета определенных цветов.

Color = С + M + Y

Интенсивность каждой краски задается в процентах:

0% ≤ С ≤ 100%, 0% ≤ М ≤ 100%, 0% ≤ Y ≤ 100%

Смешение трех красок – голубой, желтой и пурпурной – должно приводить к полному поглощению света, и мы должны увидеть черный цвет. Однако на практике вместо черного цвета получается грязно-бурый цвет. Поэтому в цветовую модель добавляют еще один, истинно черный цвет – blaК.
Расширенная палитра получила название CMYK.

графическом разрешении монитора 800х600 с палитрой 32 цвета.

2. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея 640х480 точек, а глубина цвета 32?

Решение:
800*600*5 бит = 2400000 бит : 8 : 1024 = 293 Кбайт

Решение:
640*480*5*4 = 6144000 бит : 8 : 1024 = 750 Кбайт

формат PCX (PCeXchange)
групповое кодирование:
AAAAABBBCCCCCCCC ⇒ 5A3B8C
Сжатие с потерями – формат JPEG (Joint Photographic Experts Group)
Основано на свойстве человеческого глаза хуже различать оттенки точек, чем яркость. Поэтому, яркость точки записывается всегда, а оттенок – в зависимости от качества кодирования – для каждой второй или каждой четвертой точки.

Разрядность определяет точность изменения амплитуды аналогового сигнала и выражается количеством двоичных разрядов, используемых для представления одного значения амплитуды.
Если используется разрядность N, то можно достичь точности изменения амплитуды аналогового сигнала до 1/2N от динамического диапазона цифрового устройства.
Стандарт DVD- Audio: частота – 96 кГц, разрядность – 24 бита.

звуков (имитация звучания музыкальных инструментов);
вход синтезатора – партитура произведения в виде последовательности кодов;
выход синтезатора – близкое к реальному оркестру звучание.

музыки.
сжатие без потерь – форматы FLAC, WavPack – сжатие 20-30% за счет разбиения на блоки, записи вместо 2 каналов стерео одного канала и разности.
сжатие с потерями – форматы mp3, WAV, AAC – основаны на свойствах человеческого уха: есть частотные «провалы», в которых человек не слышит наличия или отсутствия определенных частотных сочетаний. Сжатие в 10-15 раз.

формат кадра 512 Х 512 пикселей, то 1 секунда видео (25 кадров) качеством True Color (24 бита) без сжатия занимает объем памяти:
512 х 512 пикселей х 24 бит/пиксель х 25 кадр/сек
= 19.660.800 байт

motionJPEG);
прореживание – кадры записываются через один;
вычитание – кадр сравнивается с предыдущим и записываются только отличающиеся пиксели;
вычитание по блокам – изображение разбивается на блоки и вычитание выполняется по блокам.
Результат: 1 час фильма без сжатия ~ 70 ГБ в сжатом виде ~ 1-2 ГБ
Формат MPEG, AVI