Презентация Универсальность дискретного (цифрового) представления информации

Универсальность дискретного
представления информации
Существует два принципиально отличных
способа представления информации:
• Если некоторая величина, несущая информацию, в пределах
заданного интервала может принимать любое значение, то она
называется непрерывной.
• Если величина способна принимать только конечное число
значений в пределах интервала, она называется дискретной.
амплитуда
Аналоговый сигнал
время
Аналоговый сигнал – непрерывный поток колебаний
с изменяющимися амплитудой и частотой.
Минусы аналогового сигнала:
• Возникновение большого
количества помех
• Передача лишней информации
• Плохая безопасность передачи
сигнала
Дискретный (цифровой) сигнал
Цифровой сигнал — сигнал, который можно
представить в виде последовательности дискретных
(цифровых) значений.
Количество точек = ∞
Плюсы дискретного сигнала:
• Более высокий уровень защиты;
• Легкость приема сигнала. Цифровой сигнал можно принимать,
находясь на большом расстоянии;
• Качество передачи выше, чем при аналоговом вещании;
• Помехоустойчивость.
аналоговый сигнал
Аналого-цифровой
преобразователь
АЦП
дискретный (цифровой) сигнал
дискретный (цифровой) сигнал
Цифро-аналоговый
преобразователь
ЦАП
аналоговый сигнал
0
1
0
1
0
Кодирование — это преобразование информации из одной ее
формы представления в другую, наиболее удобную для её
хранения, передачи или обработки.
Кодирование текстовой информации
Символ
A
B
Код
000
001
C
010
D
E
011
100
F
G
H
101
110
111
A; B; C; D; E; F; G; H.
N = 2i
8 = 23
Сообщение написанное с помощью 32 символьного языка
имеет код: 01010000110010000001
Что написано в сообщении если M – 00001; V – 01010; K –
00011; X – 00100. VKXM
Для кодирования букв О, В, Д, П, А решили использовать
двоичное представление чисел 0, 1, 2, 3 и 4 соответственно.
Закодируйте последовательность букв ВОДОПАД таким
способом и результат запишите восьмеричным кодом.
Буква
2-Код
О
000
В
001
Д
010
П
011
А
100
ВОДОПАД = 001 000 010 000 011 100 0102 =
= 221628
Кодирование звуковой информации
Частота дискретизации количество измерений уровня
сигнала за 1 секунду (8 кГц - 48
кГц)
Глубина кодирования звука количество бит, которое
отводится на один звуковой
сигнал.
Количество уровней громкости
N = 2i ,где i – глубина
кодирования звука
Звуковая карта
N = 2i
1 секунда
Частота дискретизации - 7 Гц;
Глубина кодирования – 3 бита;
Количество уровней громкости – 5.
N = 2i
1 секунда
Частота дискретизации - 4 Гц;
Глубина кодирования – 2 бита;
Количество уровней громкости – 3.
Информационный объем звукового файла
Для монозвука (1 канал):
V=t׃×k
Для стереозвука (2 канала):
V=t׃×2×k
t - общая длительность звучания, выражаемая в секундах.
ƒ - частота дискретизации (Гц).
k - глубина кодирования (бит).
Информационный объем звукового файла
Например, если длительность звучания монозвука равна 1 минуте,
частота дискретизации 24 кГц, глубина кодирования 16 бит, то:
V = 60 × 24000 × 16 = 23040000 бит
Например, если длительность звучания стереозвука равна 1
минуте, частота дискретизации 32 кГц, глубина кодирования 16 бит,
то:
V = 60 × 32000 × 2 × 16 = 61440000 бит
Кодирование графической информации
Аналоговая форма - это
живописное полотно
Дискретное изображение –
рисунок, напечатанный на
принтере
Сканер
Кодирование графической информации
Частота дискретизации – на какое
количество фрагментов делится
изображение.
Глубина кодирования - количество
цветов (бит).
В процессе кодирования изображения производится его
пространственная дискретизация, причем каждому
фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код
цвета
Цветное изображение на экране монитора
формируется за счет смешивания трех
базовых цветов. Такая цветовая модель
называется RGB-моделью по первым
буквам английских названий цветов
(Red, Green, Вluе).
Каждый цвет можно рассматривать как
возможное состояние точки, тогда
количество цветов, отображаемых на
экране монитора, может быть
вычислено по формуле: N = 2i, где i глубина цвета.
Качество изображения
HD - 1280×720
Full HD - 1920×1080
2K - 2048×1080
Ultra HD (4K) - 3840×2160
Качество изображения определяется разрешающей
способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых
оно складывается.
Информационный объем графического
файла
V=p×k
p - количество пикселей в изображении.
k - глубина цвета (бит).
Информационный объем графического
файла
Размер изображения - 3х3;
1
0
1
1
0
1
1
0
0
10 01 00
00 11 01
01 00 00
Количество цветов – 2;
Глубина цвета – 1 бит;
Объем изображения – 9 бит.
V=3×3×1=9
Размер изображения - 3х3;
Количество цветов – 4;
Глубина цвета – 2 бита;
Объем изображения – 18 бит.
V = 3 × 3 × 2 = 18
1. Изображение имеет разрешение 1280х720 с глубиной цвета 24
бита. Определите объем изображения в килобайтах.
2. Изображение состоит из 256 цветов и имеет размер 800x600.
Определите объем изображения в килобайтах.
3. Фотокамера делает изображения объемом 300кбайт с
разрешением 640х480. Какое количество цветов используется в
изображении?
4. Для кодирования букв X, Е, Л, О, Д решили использовать двоичное
представление чисел 0, 1, 2, 3 и 4 соответственно. Закодируйте
последовательность букв ЛЕДОХОД таким способом и результат
запишите шестнадцатеричным кодом.
5. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой
дискретизации 11 кГц и глубиной кодирования 16 бит. Запись длится
6 минут. Какой объем содержит файл в мегабайтах?
6. Аналоговый звуковой сигнал был дискретизирован сначала с
использованием 64 уровней дискретизации сигнала, а затем с
использованием 4096 уровней дискретизации сигнала. Во сколько
раз увеличился информационный объем оцифрованного звука?