Кодирование аналогового сигнала. Резюме.
Следует только обратить внимание на то, что аналоговый сигнал, синтезированный из цифрового сигнала, в нашем примере довольно значительно отличается от исходного аналогового сигнала (рис. 6.10), что, впрочем, создано специально.
Рис. 6.10. Различие исходного и преобразованного сигналов
Справка
Для того чтобы реальный звуковой сигнал, поступающий на микрофон и индуцирующий непрерывный электрический сигнал, был оцифрован с приемлемым качеством, необходимо выполнять квантование не реже 40000 тысяч раз в секунду, а фактически даже больше – именно 44100 раз, что означает частоту 44.1 кГц.
Важная мысль
Кодовая таблица предполагает соответствующую таблицу квантования на другом устройстве. Если это не так, воспроизведение может радикально отличаться от требуемого.
Резюме
- Для того чтобы кодировать любую информацию, необходимо однозначно выделить ее элементы. Это значит, что все значения, предназначенные для кодирования, должны быть строго дискретны.
- Для получения дискретных элементов в непрерывном потоке аналогового сигнала, в котором отсутствуют отдельные элементы, применяется принудительная дискретизация – разбиение потока на определенные равные интервалы. Полученные интервалы можно пронумеровать с помощью натурального ряда чисел.
- Следущий шаг дискретизации – это усреднение, или интегрирование, непрерывно изменяющегося сигнала в пределах каждого отсчета. Аналоговый сигнал преобразуется в ступенчатую линию, которая в общем, конечно, имитирует исходную кривую с определенной (кстати, заранее заданной) погрешностью.
- Для сравнения полученных усредненных значений вводится координата, с помощью которой можно определить уровни этого усредненного сигнала в соответствии с заранее установленной шкалой. Этот процесс соответствует второй дискретизации, которая получила название квантование. В результате процедуры квантования получают дискретные значения, привязанные к уровням квантования. Эти значения равны порядковому номеру уровня квантования, что позволяет легко создать условия для последующего кодирования.
- Соответственно, следующий этап преобразования номера уровня квантования в двоичный код называется кодированием.
- В данной части были рассмотрены два основных способа передачи информации: аналоговый и импульсный.
- Аналоговый нам необходим по причинам того, что объективная информация (звук или изображение) представляет собой аналоговую форму, поэтому на этапах ввода и вывода информации приходится иметь дело с аналоговыми сигналами. Рассмотренные в данной части особенности достаточны для того, чтобы представлять себе, какие сигналы подлежат преобразованию в форму, "понятную" компьютеру.
- С другой стороны, компьютерные технологии не обладают органами чувств и мышлением, которыми природа снабдила человека. Для их функционирования требуется самый простой и однообразный вид сигнала, каковым является импульсный.
- В компьютерных технологиях основополагающую роль играет понятие бита, который определяется как минимальное количество информации, его использование обеспечивает количественное измерение информации. И поскольку двоичная система счисления идеально совпадает с понятием бита, это дает возможность передавать информацию одновременно с ее учетом.
- Любое двоичное число – это совокупность битов, каждый бит – это один разряд, а разрядность двоичного числа – это количество знакомест (или количество разрядов, или количество битов), заранее отведенных для записи двоичного числа. Количество двоичных разрядов определяет количество кодов, которое равняется соответствующей степени числа "2".
- Кодовый алфавит – это минимальный перечень элементов, а кодовая таблица – это совокупность кодов и их значений. Длина кодовой таблицы может быть произвольной, но ограничивается возможностями технической реализации.
- Значение кода не является законом природы – это всякий раз результат условности, результат договоренности, закрепленный теми или иными стандартами.
- В общем случае, кодовая таблица может включать любое содержание, если есть возможность подготовить его к кодированию, т. е. принудительно выделить дискретные элементы, даже если они носят искусственный характер.
Части I и II являются подготовительными для последующих основных частей, посвященных пиксельной и векторной графике. Часть III посвящена пиксельной графике, которая использует идентичные принципы кодирования. Часть IV представляет собой рассказ о векторной графике, которая также основана на дискретизации, но в несколько ином аспекте.