Кодирование звуковой информации

Кодирование информации

Для обработки информации необходимо представить в удобном для этого виде. В вычислительной технике информация обрабатывается в закодированном виде.

Для этого используется система кодирования, которая заменяет объект (или его название) на условное обозначение (код).

Система кодирования - совокупность правил кодового обозначения объектов.

кодирование (шифровка)

декодирование (дешифровка)

В технике информация представляется в виде кода, состоящего из двух символов: 0 и 1.

Например: код 100000 обозначает код клавиши ПРОБЕЛ.

Каждый из символов 1 или 0 называется бит.

Бит - наименьшая единица измерения объема информации.

Bit - binary digit (двоичный знак, двоичная цифра).

Т.к. вычислительная техника может обрабатывать информацию разного вида (текст, графика, звук, видео), поэтому и существуют разные способы кодирования.

Кодирование текстовой информации

Для кодирования текста используется таблица ASCII (1961г.).

ASCII - American Standard Code for Information Interchange (Американский стандартный ). В этой таблице для каждого символа соответствует свой код, всего 256 кодов (8-ми разрядный код).

ASCII таблица состоит из 2 частей:

· основная (общая) (0 - 127) - хранятся управляющие коды (для управляющих команд) и стандартные коды;

0 - 31 - Управляющие коды (13 - Enter, 27 - ESC)

3 - 127 Стандартные коды (32 - Пробел, "o" - 48, "A" - 64, "+" - 43, "Z" - 90)

· дополнительная (118 - 255) - хранятся символы национального алфавита, символы псевдографики (для рисования рамок)

"А" - 128, "Я" - 159, "а" - 160 и т.д.

Общая часть является неизменной, а дополнительная может изменяться в зависимости от страны. Дополнительная часть является расширением основного кода ASCII на основе международного стандарта ISO - 8859-5 (International Standards Organization). Это делает возможным использование таблицы в любой стране мира.

В настоящее время распространено несколько кодировок. Операционная система Windows и ее приложения используют кодировку. ANSI (American National Standards Institute). Отличие только в дополнительной части таблицы.

В России для работы в ОС Windows используется кодовая страница 1251, где имеются символы кириллицы.

В настоящее создан и повсеместно внедряется новый цельный универсальный 16-ти разрядный код UNICODE. Для того чтобы сократить множество существующих кодировок, чтоб он стал единственным и универсальным, но для этого необходим соответствующий уровень мировой компьютерной техники.

Кодирование графической информации

Существует несколько видов компьютерной графики (растровая, векторная, фрактальная, трехмерная). Но для кодирования графики используется 2 способа:

Растровый способ

На изображение накладывается сетка, т.е. происходит разбиение на клетки - растризация (растрирование). Чем меньше размер клетки, тем выше разрешение, тем точнее закодировано изображение.

Клетку называют точка, растр, пиксель (в зависимости от того на каком этапе происходит обработка изображения).

Пиксель (пиксел) - picture + element (элемент изображения)

Объем одной точки растрового изображения в черно-белом представлении равен 1 биту: 1- черный, 0 - белый.

Для цветного изображения: 8 цветов - 3 бита (2^3);

16 цветов - 4 бита (2^4);

32 цвета - 5 бит (2^5);

256 цветов - 1 байт (2^8).

Также в информации о файле (кроме цвета) хранится значение количества строк и столбцов сетки, сжатие.

Векторный способ

Изображение хранится не в виде точек, а в виде элементарных объектов (линий, отрезков, окружностей, дуг ...). Базовый элемент: линия. Она, как и любой объект, обладает свойствами:

Форма (прямая, кривая)
Толщина
Цвет
Тип
Заливка (если объект замкнут)

Все остальные объекты состоят из линий.

Объект векторных файлов значительно меньше, чем растровых, т.к. линия описывается математической формулой, а формула кодируется как буквенно-цифровая информация.

Кодирование звуковой информации

Существует два основных метода кодирования:

1. Метод FM (Frequency modulation) - частотная модуляция

Аналоговый сигнал раскладывается на сигналы разных частот. А простейший сигнал может быть описан числовыми характеристиками, т.е. кодом.

Такое преобразование выполняют устройства АЦП (Аналогово-цифровые преобразователи). Обратное преобразование выполняют ЦАП (цифро-аналоговые преобразователи). Но такое преобразование некачественное (низкое качество), неизбежны потери информации. Но при таком методе кодирования получается компактный код.

2. Метод таблично-волнового синтеза (Wave-Table)

Такое кодирование соответствует современному уровню развития техники. В подготовленной таблице хранятся образцы звуков различных музыкальных инструментов. Такие образцы называются сэмплы. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения и другие параметры. Т.к. за образец берутся "реальные" звуки, то качество получается очень высокое.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: