Зміст
Глава 1. Кодування звукової та відеоінформації
Глава 2. Що означає дружній (по відношенню до користувачеві) інтерфейс?
Список використаної літератури
Глава 1. Кодування звуковий і відеоінформації
Людина висловлює свої думки у вигляді пропозицій, складених із слів. Вони є алфавітним представленням інформації. Основу будь-якої мови складає алфавіт - кінцевий набір різних знаків (символів) будь-якої природи, з яких складається повідомлення.
Для подання інформації можуть використовуватися різні коди і, відповідно, треба знати певні правила - закони запису цих кодів, тобто вміти кодувати [4].
Код - набір умовних позначень для представлення інформації.
Кодування - процес представлення інформації у вигляді коду.
Всім відомо, що для спілкування один з одним ми використовуємо код - російська мова. При розмові цей код передається звуками, при письмі - буквами. Водій передає сигнал за допомогою гудка або миготінням фар. Ви зустрічаєтеся з кодуванням інформації при переході дороги у вигляді сигналів світлофора. Таким чином, кодування зводитися до використання сукупності символів по строго певними правилами [4].
Не можна не сказати про те, що одне з основних достоїнств комп'ютера пов'язано з тим, що це дивно універсальна машина. Кожен, хто хоч коли-небудь з ним стикався, знає, що заняття арифметичними підрахунками становить зовсім не головний метод використання комп'ютера. Комп'ютери чудово відтворюють музику і відеофільми, з їх допомогою можна організовувати мовні та відеоконференції в Інтернет, створювати і обробляти графічні зображення, а можливість використання комп'ютера у сфері комп'ютерних ігор на перший погляд виглядає абсолютно несумісної з образом супераріфмометра, перемелюють сотні мільйонів цифр у секунду [1, с.37].
Отже, кодування інформації - це процес формування певного представлення інформації . У більш вузькому сенсі під терміном В«кодуванняВ» часто розуміють перехід від однієї форми подання інформації до іншої, більш зручною для зберігання, передачі або обробки [2, с.23].
Цікавий той факт, що з початку 90-х років персональні комп'ютери отримали можливість працювати зі звуковою інформацією. Кожен комп'ютер, який має звукову плату, мікрофон і колонки, може записувати, зберігати і відтворювати звукову інформацію [3, с.99].
Звук являє собою звукову хвилю з безупинно мінливої вЂ‹вЂ‹амплітудою і частотою. Чим більша амплітуда, тим він голосніше для людини, чим більше частота сигналу, тим вище тон. Програмне забезпечення комп'ютера в даний час дозволяє безперервний звуковий сигнал перетворювати в послідовність електричних імпульсів, які можна представити у двійковій формі, а саме за такою схемою [4]: ​​
Процес перетворення звукових хвиль в двійковий код в пам'яті комп'ютера:
Процес відтворення звукової інформації, збереженої в пам'яті ЕОМ:
Описаний спосіб кодування звукової інформації достатньо універсальний, він дозволяє представити будь-який звук і перетворювати його самими різними способами. Але бувають випадки, коли вигідніше діяти по-іншому.
Здавна використовується досить компактний спосіб представлення музики - нотний запис. В ній спеціальними символами вказується, якої висоти звук, на якому інструменті і як зіграти. Фактично, її можна вважати алгоритмом для музиканта, записаним на особливому формальній мові. У 1983 провідні виробники комп'ютерів і музичних синтезаторів розробили стандарт, який визначив таку систему кодів. Він отримав назву MIDI [4].
Звичайно, така система кодування дозволяє записати далеко не всякий звук, вона годиться тільки для інструментальної музики. Але є у неї і незаперечні переваги: надзвичайно компактна запис, природність для музиканта (практично будь MIDI-редактор дозволяє працювати з музикою у вигляді звичайних нот), легкість заміни інструментів, зміни темпу і тональності мелодії.
Є й інші, чисто комп'ютерні, формати запису музики. Серед них - формат MP3, дозволяє з дуже великим якістю і ступенем стиснення кодувати музику, при цьому замість 18-20 музичних композицій на стандартному компакт-диску (CDROM) поміщається близько 200. Одна пісня займає, приблизно, 3,5 Mбайт, що дозволяє користувачам мережі Інтернет легко обмінюватися музичними композиціями [5].
Особливу увагу також приділяють кодуванню відеоінформації. Щоб зберігати й обробляти відео на комп'ютері, необхідно закодувати його особливим чином [1, с.43].
Зображення в відео складається з окремих кадрів, які змінюються з певною частотою. Кадр кодується як звичайне растрове зображення, тобто розбивається на безліч пікселів. Закодувавши окремі кадри і зібравши їх разом, ми зможемо описати всі відео.
Відзначимо те, що віддання характеризуються частотою кадрів і екранним дозволом. Швидкість відтворення відеосигналу складає 30 або 25 кадрів в секунду, в Залежно від телевізійного стандарту. Найбільш відомими з таких стандартів є: SECAM, прийнятий в Росії і Франції, PAL, використовуваний в Європі, і NTSC, Найпоширеніший в Північній Америці і Японії [4].
Дозвіл для стандарту NTSC складає 768 на 484 точок, а для PAL і SECAM - 768 на 576 точок. Але не всі пікселі використовуються для зберігання відеоінформації. Так, при стандартному дозволі 768 на 576 пікселів, на екрані телевізора відображається за все 704 на 540 пікселів. Тому для зберігання відеоінформації в комп'ютері або цифровій відеокамері, розмір кадру може відрізнятися від телевізійного. Наприклад, у форматі Digital Video або, як його ще називають DV, розмір кадру становить 720 на 576 пікселів. Таке ж дозвіл має кадр стандарту DVD Video. Розмір кадру формату Video-CD складає 352 на 288 пікселів [5].
Якщо представити кожен кадр зображення як окремий малюнок, то відеозображення буде займати дуже великий обсяг, наприклад, одна секунда записи в системі PAL буде займати 25 Мбайт, а одна хвилина - вже 1,5 Гбайт. Тому на практиці використовуються різні алгоритми стиснення для зменшення швидкості та об'єму потоку відеоінформації [3, с.109].
Якщо використовувати стиснення без втрат, то самі ефективні алгоритми дозволяють зменшити потік інформації не більше ніж у два рази. Для більш суттєвого зниження обсягів відеоінформації використовують стиснення з втратами.
Серед алгоритмів з втратами одним з найбільш відомих є MotionJPEG або MJPEG. Приставка Motion говорить, що алгоритм JPEG використовується для стиснення не одного, а декількох кадрів. При кодуванні відео прийнято, що якістю VHS відповідає кодування MJPEG з потоком близько 2 Мбіт/с, S-VHS - 4 Мбіт/с.
Ще одним методом стиснення відеосигналу є MPEG. Оскільки відеосигнал транслюється в реальному часі, то немає можливості обробити всі кадри одночасно. В алгоритмі MPEG запам'ятовується кілька кадрів. Основний принцип полягає в припущенні того, що сусідні кадри мало відрізняються один від одного. Тому можна зберегти один кадр, який називають вихідним, а потім зберігаються тільки зміни від вихідного кадру, звані передбачуваними кадрами [3, с.113].
Вважається, що за 10-15 кадрів картинка зміниться настільки, що необхідний новий вихідний кадр. В результаті при використанні MPEG можна домогтися зменшення обсягу інформації більш ніж у двісті разів, хоча це і призводить до деякої втрати якості. В даний час використовуються алгоритм стиснення MPEG-1, розроблений для зберігання відео на компакт-дисках з якістю VHS, MPEG-2, використовуваний у цифровому, супутниковому телебаченні і DVD, а також алгоритм MPEG-4, розроблений для передачі інформації по комп'ютерних мережах і широко використовуваний в цифрових відеокамерах і для домашнього зберігання відеофільмів [3, с.115].
Таким чином, кодування звукової та відеоінформації допомогли лю...
