Сандық жүйелерде ақпаратты сақтау аналогтық жүйелерден оңай
МАЗМҰНЫ
Бет
КІРІСПЕ
КЕСКІНДІ САНДЫҚ ӨҢДЕУ
1.1 Сандық технологияның дамуы
1.2 СУРЕТТЕРДІ СЫҒУ ЖӘНЕ КОМПРЕССИЯ ӘДІСТЕРІ
КЕСКІНДІ САНДЫҚ ӨҢДЕУДЕГІ ВЕЙВЛЕТ - ТҮРЛЕНДІРУ
2.1 Вейвлет - түрлендірудің негізгі теориясы
2.2 Вейвлет - түрлендіруді және көп масштабты талдау
Дискретті вейвлет- түрлендіруінің бағыттары мен қолданылуы
2.4 Вейвлет - түрлендірудің математикалық сипаттамасы
КЕСКІНДІ ВЕЙВЛЕТ - ТҮРЛЕНДІРУ ӘДІСІМЕН САНДЫҚ ӨҢДЕУ
3.1 C# программалау тілі жөнінде жалпы түсінік
3.2 C# программалау тіліндегі программаның құрылымы
3.3 Кескінді вейвлет - түрлендіру арқылы сығу алгоритмінің орындалуы
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМША А
ҚОСЫМША Б
КІРІСПЕ
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Соңғы 10 жыл ішінде сандық техниканың таралуына байланысты сандық мәліметтердің рөлі айтарлықтай өсті. Сандық фотоаппараттарғ сканер, үстел үсті баспа жүйелері, үстел үсті мәліметтер қорына қолжетімділік және саны артуда. Интернет слилжелісінің каналдарды өткізу қабілеттілігі үнемі артып отыруда. Бұның бәрі өңделетін мәліметтердің айтарлықтай санының өсуіне әкеліп соғады, бірақ та қолжетімді сандық материалдардың көлемінің артуына өңдеу және іздеу алгоритмдері адекватты реакциямен қамтамасыз етуге үлегрмейді. Әсіресе, мультимедиялық мәліметтер қорын іздеу алгоритмдері және амалдар аумағында қатты байқалады. Дәл қазіргі сәтте, іздеу нәтижесін қанғаттандырмайтын, бұндай үлкен қорларда іздеу бірнеше ондаған жылдар бұрын әзірленген басқа мәліметтер типіне арналған алгоритмдер мен қағидаларды қолдану арқылы іске асады. Қазіргі сәтте бар көптеген алгоримдер адаммен кескіннің қабылдануын есепке алмайды, және кескіндер қорын белгілеуде, іздеу барысында классикалық жолды іздеу алгоритмін қолдану алу мүмкіндігімен, мәтіндік тэгтермен және атрибуттар жиынына негізделеді.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Адаммен қабылданатын ақпараттар қиын формалданатын тапсырма болып табылады, және әздеуді жүргізіп отырған қолданушы көргісі келетін нәтижеге, бар алгоритмдерді қолданып іздеу жасау әлсіз арақатынаста болады. Бұл жұмыс суретті мәтінмәндік іздеу алгоритмдерін зерттеуге арналған. Бұл алгоритмдер мақсаты - суретті іздеулер нәтижесін, адаммен жасалған іріктеу нәтижесімен максималды түрдн жақындату болып табылады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Көбінесе, суреттер қорының көлемі артуымен дәстүрлі алгоритмдер өз мүмкіндігін жоғалтады. Мысалы, іздеуді жылдамдату үшін суреттің кішірейтілген көшірмелерін қарауға болады. Қолданушыға жүздеген кішірейтілген суреттер көшірмесі ішінен іздеу жүргізу қиын тапсырма болып келеді, бірақта қор көлемін мың суретке дейін арттыру бқл тапсырманы практикалық орныдалмайтын етеді. Сондықтан, мәліметтер қорын айтарлықтай арттыру кезінде суретті толық іретеу арқылы іздеу әдісі өзінің тиімділігін жоғалтады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Кілттік сөздер мен атрибуттардың индексациясы таралған іздеудің стратегияларының бірі болып табылады. Бұл тәсілдің артықшылықтары бар, сонда да орындалуы қиындық тудыратын талаптар қояды. Бірінші себебі, шығынды процедура болып табылатын суреттер қорын кілттік сөздермен белгілеу қажеттілігі. Екінші себебі, суреттің кейбір визуалды аспектілері қиын сипатталатын немесе сипатталмайтын болып келеді. одан кейін, қолданушыға қандай аспект енгізілді, ал қайсысы енгізілмеді белгісіз болуы мүмкін. Айта кету керек, кейбір суреттер класстары (мысалы, тестура) кілттік сөздермен белгілеуге үлкен еңбекпен беріледі. Үшінші себебі, суретті қабылдаудың бңрмәнді болмауы, сәйкесінше суреттер қорында бір адмаммен белгіленген тэгтер екінші қолданушы үшін тиміділігі аз.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Жоғарыда айтылған түсініктер суретті мәтінмәндік іздеу аймағында зерттеулердің өсуіне әкелді. Суретті мәтінмәндік іздеу басқа да атауларға ие: мәні бойынша іздеу, үлгі бойынша іздеу, сызба (эскиз) бойынша іздеу, ұқсастық әдісі бойынша іздеу. Айта кету керек, мәтінмәнді іздеу іздеудің қосымша әдісі болып келеді және онымен бірге қолданыла алады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Суретті ізделіп отырған суреттің мәніне қарай іздеу архитектура, телевидение, мультимедиа құралдары, графикалық дизайн, өнер тарихында, криминология, геология, медицинада да қолдану әдісін тауып жатыр. Дизайнер алмастыру немесе алтернатива ретінде қолдану үшін мәліметтерге ұқсайтын суретті табуды талап ете алады. Криминология бұл алгоритмдер фоторобот бойынща суретті іздеу кезінде қажет етіледі. Сонымен қатар құқық қорғау орындары үшін бақылау қамераларының жазбаларынан фрагментті іздеу немесе толық суретті іздеу өзекті болып келеді. Бұл кезде үлкен рұқсат етілімді сурет қолданылатыны белгілі. Бұл іздеу әдісін архитектор жергілікті мекенге сәтті болып келетін шешімдерді саралау үшін, сонымен қоса, орындалатын немесе ойға алынған құрылыстың аналогтарын іздеу үшін қолданады. Бұл тапсырма үй жағдайында да өзекті болып табылады. Сандық аппратураға қолжетімділіктің артуы үй жағдайындағы фото және кескіндердің архивы көлемінің артуына алып келді. Мәтінмәндік іздеу сандық кітапханаларда іздеу нәтижелерінің сапасын арттыруға арналған. Барлық аталған аймақтарда суретті формалдау технологиясын шыңдау маңызды әрі жалпы мойындаған мәселе болып табылады.
1 КЕСКІНДІ САНДЫҚ ӨҢДЕУ
1.1 Сандық технологияның дамуы
Сандық технологиялар (ағылш. (Digital technology) DWDM сигналдары үздіксіз спектр түрінде емес, аналогты деңгейлердің дискретті жолақтарымен сигналдарды ұсынуға негізделген. Жолақтың шегіндегі барлық деңгейлер сигналдың бірдей күйін білдіреді.
Сандық технология аналогтық, дискретті емес, үздіксіз сигналдармен жұмыс істейді. Сонымен қатар, сигналдар әдетте екі, бірақ нақты өмірде, әсіресе үш мән негізінде деректерді сақтаудың есептік жүйелері бар. Әдетте бұл 0, 1, NULL, олар бульдік алгебрасында "өтірік", "ақиқат" және "жарамсыз" қатысуымен тиісінше "нәтиженің болмауы".
Сандық сұлбалар негізінен AND, OR, NOT және т.б. сияқты логикалық элементтерден тұрады. Сондай-ақ, есептеуіштер мен триггерлермен өзара байланысты болуы мүмкін.
Сандық технологиялар негізінен есептеуіш цифрлық электроникада, ең алдымен компьютерлерде, ойын автоматтары, робототехника, автоматтандыру, өлшеу аспаптары, радио және телекоммуникациялық құрылғылар және басқа да көптеген цифрлық құрылғылар сияқты электротехниканың әртүрлі салаларында қолданылады.
Бұл жұмыстың мақсаты сандық техниканың артықшылықтарын және олардың себептерін қарастыру болып табылады. Сандық технологиялар үздіксіз спектр түрінде емес, аналогтық деңгейлердің дискретті жолақтарымен сигналдарды көрсетуге негізделген.
Жолақтың шегіндегі барлық деңгейлер сигналдың бірдей күйін білдіреді. Өткен ғасырдың 90-шы жылдарының соңынан бастап сандық технологиялардың болашағы тұр деп санауға болды.
Аналогтық сигнал-ұсынылған параметрлердің әрқайсысы уақыт функциясымен және ықтимал мәндердің үздіксіз жиынымен сипатталатын деректер сигналы. Мұндай сигналдар үздіксіз уақыт функцияларымен сипатталады, сондықтан аналогтық сигнал кейде үздіксіз сигнал деп аталады. Аналогтық сигналдардың қасиеттері айтарлықтай шамада олардың үздіксіздігін көрсетеді: ·бір - бірінен анық ерекшеленетін сигналдың Дискреттік деңгейлерінің болмауы оны сипаттау үшін ақпарат түсінігін цифрлық технологияларда қалай түсінетін түрде қолдануға мүмкіндік бермейді. Бір санаудағы "ақпарат саны" өлшем құралының динамикалық диапазонымен ғана шектеледі. Мәндер кеңістігінің үздіксіздігінен сигналға енгізілген кез келген кедергілер сигналдың өзінен ажыратылмайды және демек, бастапқы амплитудасы қалпына келтіріле алмайды. Шын мәнінде, егер осы сигналдың қасиеттері туралы қандай да бір қосымша ақпарат белгілі болса, мысалы, жиілік әдістерімен сүзілуі мүмкін (атап айтқанда, жиілік жолағы). Бұл сигнал түрін қарапайым мысалда қарастырайық. Сөйлесу кезінде, біздің дауыстық байламдар түрлі үнділік (жиілік) және дыбыс қаттылығы (дыбыс сигналының деңгейі) белгілі бір дірілдейді. Бұл діріл кейбір қашықтықты өтіп, адам құлағына түседі, онда есту мембранасына әсер етеді. Бұл мембрана біздің дыбыстық байламдар қандай тербеліс жиілікпен және күшпен дірілдеуді бастайды, қашықтықты еңсеру арқылы Діріл күші біршама әлсірейді. Осылайша, бір адамнан екіншісіне дауыстық сөйлеуді сигналдың аналогтық берілісі деп атауға болады, сондықтан. Бұл жерде біздің дауыстық байламдарымыз адамның құлағын (не айтамыз, не естиміз) қабылдайтындай дыбыс дірілін шығарады, яғни берілетін және қабылданатын дыбыс сигналы импульстің ұқсас нысаны және дыбыстық дірілдің жиіліктік спектрі, немесе басқаша айтқанда, дыбыстық дірілдің "ұқсас" деп айтуға болады. Енді күрделі мысал қарастырайық. Осы мысал үшін телефон аппаратының, яғни ұялы байланыс пайда болғанға дейін адамдар пайдаланған телефонның оңайлатылған сызбасын алайық. Сөйлесу кезінде дыбыстық дыбыс дірілдері телефон түтігінің (микрофон) сезімтал мембранасына беріледі. Содан кейін микрофонда дыбыс сигналы электрлік импульстерге түрлендіріледі және одан әрі екінші телефон түтігіне сым арқылы түседі, онда электромагниттік түрлендіргіштің (динамик немесе құлаққап) көмегімен электр сигналы дыбыс сигналына кері түрлендіріледі. Жоғарыда келтірілген мысалда сигналдың "аналогтық" түрленуі қолданылады. Яғни, дыбыстық діріл байланыс желісінде электр импульсінің жиілігі сияқты жиілікке ие, сондай-ақ дыбыс және электр импульстерінің ұқсас нысаны бар (Яғни ұқсас). Білім беру және телевизиялық сигнал өзі аналогтық радиотелевизиондық сигнал жеткілікті күрделі нысанды импульс, сондай-ақ, жеткілікті жоғары жиілікті бұл импульс, себебі онда, дыбыстық ақпарат, сондай-ақ кескін қашықтыққа беріледі.
Сандық сигнал-ұсынылатын параметрлердің әрқайсысы дискретті уақыт функциясымен және ықтимал мәндердің соңғы жиынымен сипатталатын деректер сигналы. Сигналдар дискретті электр немесе жарық импульстерін білдіреді. Мұндай тәсілде коммуникациялық арнаның барлық сыйымдылығы бір сигнал беру үшін пайдаланылады. Сандық сигнал кабель өткізу жолағын пайдаланады. Өткізу жолағы-бұл ең жоғарғы және ең төменгі жиілік арасындағы айырмашылық, ол кабель арқылы берілуі мүмкін. Мұндай желілердегі әрбір құрылғы екі бағытта да деректерді жібереді, ал кейбіреулері бір уақытта қабылдап, жібере алады. Тар жолақты жүйелер деректерді бір жиіліктің сандық сигналы түрінде береді. Дискретті сандық сигнал беруге қиындау үлкен қашықтықтарға қарағанда, аналогты сигнал, сондықтан оны алдын-ала модулируют жағында таратқыштың және демодулируют жағында қабылдағыш ақпарат. Цифрлық жүйелерде сандық ақпаратты тексеру және қалпына келтіру алгоритмдерін пайдалану ақпаратты беру сенімділігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді. Нақты сандық сигнал өзінің физикалық табиғаты бойынша Аналогты болып табылады. Шу мен тарату желілерінің параметрлерінің өзгеруіне байланысты ол амплитуда, фаза поляризация жиілігі бойынша флуктуацияда болады. Бірақ бұл аналогтық сигнал (импульстік және дискреттік) Сан қасиеттеріне ие. Нәтижесінде оны өңдеу үшін сандық әдістерді (компьютерлік өңдеу) пайдалану мүмкін болады. Мысалы, "сандық сигнал", белгілі " Морзе әліппесінің" көмегімен ақпаратты беру принципін алайық. Мәтіндік ақпаратты берудің осындай түрімен таныс емес адамдар үшін одан әрі негізгі қағиданы қысқаша түсіндіремін. Бұрын, сигналды ауа арқылы беру (радиосигналдың көмегімен) әлі дамып келе жатқан кезде, қабылдау-тарату аппаратурасының техникалық мүмкіндіктері сөйлеу сигналын үлкен қашықтыққа беруге мүмкіндік бермеді. Сондықтан, сөйлеу ақпаратының орнына мәтін қолданылды. Мәтін әріптерден тұрады, онда бұл әріптер үндік электр сигналының қысқа және ұзын импульстері арқылы берілді. Мұндай мәтіндік ақпаратты беру - "Морзе әліппесі"арқылы ақпаратты беру деп аталды. Оның электрлік қасиеттері бойынша тоналды сигнал сөйлеу қабілетіне қарағанда үлкен өткізу қабілеті болды және осының салдарынан қабылдау-тарату аппаратурасының әрекет ету радиусы ұлғайған. Сигналдың осындай берілуінде ақпарат бірліктері шартты түрде "нүкте" және "тире"деп аталды. Қысқа тондық сигнал нүктені, ал ұзын тондық сигнал сызығын білдіреді. Мұнда, алфавиттің әр әр әрпі белгілі бір нүкте мен сызықтан тұрды. Мысалы, А әрпі комбинациямен аталды".- "(нүкте-сызықша), ал б әрпі "- ..." (сызықша-нүкте-нүкте-нүкте), және т.б. Яғни, берілетін мәтін нүктелер мен сызықтардың көмегімен тондық сигналдың қысқа және ұзын кесінділері түрінде кодталған. Егер "МОРЗЕ әліппесі" сөзі нүктелер мен сызықтардың көмегімен білдірілсе, онда бұл келесідей болады: цифрлық сигналдың негізіне ақпаратты кодтаудың өте ұқсас принципі тиесілі, тек қана ақпарат бірліктерінің өздері бар. Кез келген сандық сигнал "екілік кодтан"тұрады. Мұнда, ақпарат бірліктері үшін логикалық 0 (нөл) және логикалық 1 (бірлік) пайдаланылады. Егер мысал үшін, біз кәдімгі қалта шамын алайық, егер оны қоссаңыз, онда бұл логикалық бірлікті білдіреді, ал егер сөндіретін болса, логикалық нөл. Цифрлық электрондық микросхемаларда логикалық 1 және 0 бірліктері үшін вольттардағы электр кернеуінің белгілі бір деңгейін қабылдайды. Мысалы, Логикалық бірлік 4,5 вольтты, ал логикалық нөл 0,5 вольтты білдіреді. Әрине, сандық микросхемалардың әрбір түрі үшін, логикалық нөл кернеулерінің шамасының мәні және бірліктері әр түрлі. Алфавиттің кез келген әрпі, жоғарыда сипатталған Морзе әліппесінің мысалында, сандық түрде белгілі бір тізбектегі нөлдер мен бірліктердің белгілі бір санынан тұрады, олар өз кезегінде логикалық импульстер пакеттеріне кіреді. Мысалы, А әрпі импульстердің бір пакетімен, ал б әрпі басқа пакетпен болады, бірақ Б әрпінде нөлдер мен бірліктердің бірізділігі А әрпінен басқа болады (яғни, нөлдер мен бірліктердің орналасуының әртүрлі комбинациялары). Цифрлық кодта берілетін электр сигналының кез келген түрін (Аналогты қоса алғанда) кодтауға болады, және маңызды емес, бұл сурет, кескін сигнал, аудио сигнал немесе мәтіндік ақпарат болады, сонымен қатар сигналдың осы түрлерін бір мезгілде (бірыңғай цифрлық ағында) беруге болады.
Электр қуаты пайда болған Аналогты аспаптар адамдарда токтан жұмыс істейтін техниканы пайдалану мүмкіндігіне ие болды. Күн сайын жаңа құралдар пайда болды, ғылым дамыды, техника жетілдірілді. Сонда барлық өнертабыстар аналогтық болып саналды. "Аналогтық" сөзі құралдың бір нәрсеге ұқсас жұмыс істейтінін білдіреді. Түсінікті болу үшін өлшеу құралын қарастырайық. Мысалы, өлшеу кестесін құру керек, өлшеу деректері белгілі. Аспап алдымен графиктің мінез-құлқын сипаттайтын белгілі деректер бойынша теңдеуді шығарады, содан кейін графикті құруға тырысады. Ол теңдеу ұқсастығы бойынша жұмыс істейді, оның заңдарына қатаң бағынады. Ал теңдеудің графикті қаншалықты дәл сипаттайды, аспапта бұл маңызды емес. Осылайша, Аналогты электрондық құрылғылар - бұл Электрондық аспаптар негізінде орындалған Аналогты электр сигналдарын күшейту және өңдеу құрылғылары. Аналогтық электрондық құрылғыларды жіктеуге болатын екі үлкен топты атап өту керек: ·Күшейткіштер - бұл қуат көзінің энергиясы есебінен берілген пішін бойынша неғұрлым дәл көшірмесінің бірі болып табылатын, бірақ ток, кернеу немесе қуат бойынша одан асып түсетін жаңа сигнал қалыптастыратын құрылғылар. * Күшейткіштер негізіндегі құрылғылар-негізінен электрлік сигналдар мен кедергілердің түрлендіргіштері · Электр сигналдарын түрлендіргіштер (сигналдарды аналогтық өңдеудің белсенді құрылғылары) - күшейткіштер базасында, не соңғыларын кері байланыстардың арнайы тізбектерімен тікелей қолдану жолымен, не олардың кейбір түрін өзгерту жолымен орындалады. Бұл жерге қосу, азайту, логарифмдеу, антилогарифмдеу, сүзу, детектеу, көбейту, бөлу, салыстыру құрылғылары және басқа да кедергілердің түрлендіргіштері кері байланыстары бар күшейткіштер негізінде орындалады. Олар кедергінің көлемін, түрін, сипатын түрлендіре алады. Оларды кейбір сигналдарды өңдеу құрылғыларында қолданады. Ерекше класты әртүрлі генераторлар және олармен байланысты құрылғылар құрайды.
Цифрлық аспаптар Сандық деп өлшеу ақпаратының дискретті сигналдарын автоматты түрде шығаратын және сандық нысанда көрсеткіштер беретін өлшеу аспаптары деп аталады. Дискретті деп мәні импульс N санымен көрсетілген сигналдар түсініледі. Дискретті сигналдардың көмегімен ақпаратты ұсынуға арналған ережелер жүйесі код деп аталады. Дискретті сигналдар үздіксіздіктерден айырмашылығы таңдалған кодпен анықталатын мәндердің соңғы саны ғана болады. Электрондық цифрлық өлшеу аспаптарының басты және міндетті функционалдық тораптары өлшенетін аналогтық, яғни уақыт бойынша үздіксіз, X физикалық шамасы оған балама цифрлық кодқа автоматты түрде түрлендіріледі, сондай-ақ алынған N кодтық сигналдары көзбен қабылдауға ыңғайлы ондық есептеу жүйесінің цифрлық символдарына түрлендірілетін цифрлық есептеу құрылғылары болып табылады. Аналогтық салыстырғанда өлшеу нәтижесін ұсынудың сандық түрі оқуды жылдамдатады және субъективті қателіктердің ықтималдығын айтарлықтай азайтады. Цифрлық өлшеу аспаптарының көпшілігінде өлшенетін кіріс шамасын өзгертуге немесе оны таңдалған кодтау әдісі үшін неғұрлым ыңғайлы Y = f(x) басқа шамаға түрлендіруге арналған алдын ала Аналогты түрлендіргіштер бар болғандықтан, жалпы жағдайда аспаптың құрылымдық схемасы сурет түрінде ұсынылады. Цифрлық өлшеу құралының құрылымдық сұлбасы қазіргі заманғы сандық аспаптарда секундына жүздеген және одан да көп түрлендірулер жасауға қабілетті анало-цифрлық түрлендіргіштер бар, бұл тез өтетін физикалық процестерді тіркеуге және зерттеу объектілерін ЭЕМ-мен оңай байланыстыруға мүмкіндік береді. Цифрлық аспаптар-Сандық деректер бойынша жұмыс істейтін техника эволюциясының жаңа сатысы. Көрнекілік үшін сол жағдайды қарастырайық-берілген өлшемдер бойынша кесте салу керек. Құрал теңдеуді құрастырмайды, ол кестені ұсақ бөліктерге бөлшектейді және әрбір бөлік үшін белгілі деректер бойынша координаттарды есептейді. Содан кейін аспап алынған координаттар бойынша әрбір бөлікті құрастырады және мұндай бөліктердің үлкен саны болғандықтан, олар үздіксіз кестені ұсынады. Сандық техника осылай жұмыс істейді.
Аналогтық цифрлық сигналдың алдында цифрлық Аспаптардың негізгі артықшылықтары, өзінің электрлік қасиеттері бойынша (сонымен қатар үндік сигналмен мысал ретінде), аналогтық сигналға қарағанда, ақпаратты берудің үлкен өткізу қабілеті бар. Сондай-ақ, сандық сигналдарды аналогтық сигналға қарағанда, берілетін сигналдың сапасын төмендетпей, үлкен қашықтыққа беруге болады. Мысалы, 1 және 0 ретпен берілетін үздіксіз дыбыстық сигнал беру кезінде шу 1 және 0 сәйкестендіруді болдырмау үшін жеткіліксіз болған жағдайда қатесіз қалпына келтірілуі мүмкін. Музыка сағаты 6 млрд.екілік разрядтарды пайдалана отырып, компакт-дискіде сақталуы мүмкін. Бұл соңғы уақытта, берілетін ақпараттың үлкен өсуін (теле-, радиоарналардың санын арттыру, телефон абоненттерінің санын арттыру, Интернет желісінің жылдамдығын және Интернетті пайдаланушылар санын арттыру) ескере отырып, әсіресе өзекті болып табылады. Сандық жүйелерде ақпаратты сақтау аналогтық жүйелерден оңай. Цифрлық жүйелердің бөгеуілге төзімділігі деректерді зақымдамай сақтауға және алуға мүмкіндік береді. Аналогтық жүйеде қартаю және тозу жазылған ақпаратты нашарлатуы мүмкін. Сандық, жалпы кедергілер белгілі бір деңгейден аспайынша, ақпарат дәл қалпына келтірілуі мүмкін. Компьютердегі сандық жүйелерді бағдарламалық құралды ауыстырусыз жаңа функцияларды қосу арқылы басқаруға болады. Жиі бұл қарапайым бағдарламалық өнімді жаңарту арқылы өндіруші зауыттың қатысуынсыз жасалуы мүмкін. Бұл функция өзгермелі талаптарға жылдам бейімделуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, аналогтық жүйелерде мүмкін емес немесе жүзеге асырылатын, бірақ өте жоғары шығындармен ғана күрделі алгоритмдерді қолдану мүмкін. Сандық теледидар сигналын беру кезінде, телекөрермендер нашар қабылдағанда аналогтық сигналда болған сияқты "сурет снежит" сияқты ақауды көрмейді. Телеарналардың сандық бағдарламасында суреттің сапасы жақсы болуы мүмкін, немесе егер қабылдау нашар болса (яғни, немесе Иә, немесе жоқ) суреттер мүлдем болмайды. Телефон сөйлесулерінің сандық берілісіне келетін болсақ, мұнда, жақсы сапамен шепот та, төменгі тон да, жоғары да дауыс те берілуі мүмкін, және мұнда телефон абоненттері қай қашықтықта да маңызды емес. Сандық техника әрқашан Аналогты дәлдіктен асып түсті. Мысалы, аналогтық және сандық диктофондарды салыстырамыз. Дауыстық ақпаратты жазу қажет болған жағдайда, Сандық аспап тапсырманы жақсы аналогтық. Бұл жазба ретінде байқалады. Себебі, аналогтық диктофон ақпаратты дәл түсірмейді, жазбаға Шу басылады, ал цифрлы қажетсіз шуды түсіреді, тиісінше дыбыс шындыққа ұқсас болады. Сандық техника шағын. Аспаптар сандарды қосу және азайту операцияларын жүргізуге қабілетті микросхемаларда салынған, осыдан кіші өлшемдер де. Қазіргі заманғы аспаптардың деректері аналогтық компьютерлермен салыстырғанда тез өңделеді. Әрине, аналогтық деректер да компьютерге орналастырылуы мүмкін, бірақ оны алдын ала "өзінің" сандық тіліне аудару қажет. Сандық техника үнемді және ұзақ қызмет етеді. Микросхемалар аз энергия тұтынады және ұзақ уақыт жарамды жұмыс істей алады, ал механикалық техника тез істен шығады. Сондай-ақ, сандық аспаптар мақтана алады: ·аз қателік. Аналогтық аспаптардың дәлдігі өлшеуіш түрлендіргіштердің қателіктерімен, өлшеу механизмдерінің қателіктерімен, шкала және т. б. қателіктерімен шектеледі. ·жоғары жылдам әрекет ету (уақыт бірлігіндегі Өлшем Саны); уақыт өзгеретін шамаларды өлшеу кезінде жылдам әрекет маңызды рөл атқарады. Егер көрсететін приорлар үшін жоғары жылдамдық талап етілмесе, өйткені олармен жұмыс істейтін оператордың мүмкіндіктері шектеулі болса, онда керісінше, жылдам әрекет ету талабы сандық аспаптар жиі қосылатын ЭЕМ көмегімен ақпаратты өңдеу кезінде маңызды болады. Өлшеудің нәтижесін есептеудің субъективті қателігінің болмауы - адамның көру ерекшеліктерімен байланысты субъективті қателіктердің, Параллакстың салдарынан, көздің рұқсат ету қабілетіне байланысты.
Сандық сүзгі - осы сигналдың белгілі бір жиілігін бөлу және немесе басу мақсатында сандық сигнал өңделетін кез келген сүзгі электроникада. Цифрлық сүзгішке қарағанда аналогтық сигналмен жұмыс істейді, оның қасиеттері белгісіз, сәйкесінше беріліс функциясы оның элементтерінің ішкі қасиеттеріне байланысты. Аналогтық сүзгілердің алдында сандық сүзгілердің артықшылықтары: ·жоғары дәлдік (аналогтық сүзгілердің дәлдігі элементтерге рұқсатнамалармен шектелген). Тұрақтылық (аналогтық сүзгіге қарағанда беріліс функциясы элементтердің дрейфіне байланысты емес). Теңшеу икемділігі, өзгерту жеңілдігі. Ықшамдық-өте төмен жиілікке ұқсас сүзгі (Герц үлесі, мысалы) өте үлкен конденсаторлар немесе индуктивтерді қажет етеді · Сонымен қатар, жоғары жиілікті сигналдармен жұмыс істеу қиындығы да бар. Жиіліктер жолағы сигналды дискретизациялау жиілігінің жартысына тең Найквист жиілігімен шектеледі. Сондықтан жоғары жиілікті сигналдар үшін аналогты сүзгілер қолданылады, немесе жоғары жиіліктерде пайдалы сигнал жоқ болса, алдымен Аналогты сүзгінің көмегімен жоғары жиілікті құрамдастарды басады, содан кейін цифрлық сүзгімен сигналды өңдейді. Нақты уақыттағы жұмыстың қиындығы-есептеулер дискреттеу кезеңі ішінде аяқталуы тиіс. Үлкен дәлдік және жоғары жылдамдықты сигналдарды өңдеу үшін қуатты процессор ғана емес, сонымен қатар қосымша, мүмкін қымбат, жоғары дәлдікті және жылдам Аналогты-сандық түрлендіргіштер түрінде аппараттық қамтамасыз ету қажет.
Аналогты-сандық түрлендіргіш әдетте, аналогты-сандық түрлендіргіш-кернеуді екілік сандық кодқа түрлендіретін электрондық құрылғы. Дегенмен, сандық шығымы бар кейбір электрондық емес құрылғыларды, мысалы, бұрыштық код түрлендіргіштердің кейбір түрлерін осы түрге жатқызу керек. Қарапайым бір реттік екілік түрлендіргіш-компаратор. АСТ рұқсаты - аналогтық сигнал шамасының ең аз өзгеруі, ол осы құралмен түрлендірілуі мүмкін-оның разрядтығымен байланысты. Шуды есепке алмағанда бірлі-жарым өлшеу жағдайында рұқсат тікелей түрлендіргіштің разрядтығымен анықталады. АСТ разрядтылығы дискретті мәндердің санын сипаттайды, ол түрлендіргіш шығуда бере алады. "екілік аспаптарымен өлшенеді биттік, үш өлшемді - үштік. Мысалы, екілік 8 биттік түрлендіргіш 256 Дискреттік мәндерді (0...255) бере алады, өйткені . Үштік 8 биттік 6561 дискретті мәнді бере алады, өйткені . Түрлендіру жиілігі әдетте секундына есептерде көрінеді. Қазіргі АСТ 24 битке дейін разрядтылығы және секундына миллиард операцияға дейін түрлендіру жылдамдығы болуы мүмкін (әрине, бір мезгілде емес). Жылдамдық пен разрядтық жоғары болған сайын, қажетті сипаттамаларды алу қиынырақ, соғұрлым қымбат және күрделі түрлендіргіш. Түрлендіру жылдамдығы мен разрядтылығы бір-бірімен белгілі бір жолмен байланысты және біз тиімді түрлендіру разрядтылығын арттыруға болады. Кванттау шуы-аналогтық сигналды цифрлау кезінде пайда болатын қателер. Аналогтық-цифрлық түрлендірудің түріне байланысты сигналдың дөңгелектенуі (белгілі бір разрядқа дейін) немесе сигналдың кесілуі (төменгі разрядтардың тасталуы) салдарынан пайда болуы мүмкін. 1% қателігі бар 100 кГц жиіліктегі синусоидалды сигналдың дискретизациясын қамтамасыз ету үшін АСТ түрлендіру уақыты 25 нс тең болуы тиіс. Сонымен қатар, осындай тез әрекет ететін АСТ көмегімен 20 МГц спектрінің ені бар сигналдарды дискретизациялауға болады. Осылайша, аспаптың көмегімен дискреттеу АСТ-ның жылдам әрекеті мен дискреттеу кезеңі арасындағы талаптардың Елеулі айырмашылығына әкеледі. Бұл айырмашылық 2...3 ретті жетуі мүмкін және дискретизация процесін қиындатады, себебі тар жолақты сигналдар үшін де жылдам әсер ететін түрлендіргіштерді талап етеді. Сонымен қатар, бұл сигналдардың салыстырмалы кең классы тез өзгеретін сигналдар үшін бұл мәселені апертуралық уақыты аз таңдау-сақтау құрылғыларының көмегімен шешеді.
90-жылдардың соңынан бастап сандық және аналогтық көшіру кең форматты көшіру аппараттары мен инженерлік жүйелер нарығында аналогтық техникадан цифрлық жүйеге көшудің нақты үрдісі байқалады. Қазіргі уақытта көптеген өндірушілер өз өнімдерін түрлендірді. Олардың көпшілігі аналогтық көшірме аппараттарын шығарудан толықтай бас тартты. Сандық техникаға көшу үрдісі мүлдем түсінікті. Біріншіден, уақыт өте келе, бәсекеге қабілетті болғысы келетін көптеген кәсіпорындар құжат айналымын электрондық түрге аудару міндеттерін шешеді. Екіншіден, серіктестер мен тапсырыс берушілердің көзінше кәсіпорынның имиджін анықтайтын құжаттардың сапасына қойылатын талаптар артады. Осыған байланысты көпфункционалды цифрлық техника ең алдымен цифрлық және аналогты көшіру принциптерінің өзіне негізделген аналогтық техниканың алдында елеулі артықшылығы бар.
Сандық техника құжаттарды көшіріп қана қоймай, сонымен қатар компьютерден файлдарды басып шығару, түпнұсқаларды сканерлеу және оларды электрондық түрге аудару мүмкін, мысалы, электрондық мұрағатта сақтау үшін. Аналогты аппараттар тек көшіре алады.
Сандық техника жоғары сапалы көшірмелерді алуға мүмкіндік береді, өйткені аппараттық жадында сканерленген файлды сандық өңдеуге болады. Мұндай мүмкіндікті ең пайдалы қолдану - синек көшіргенде фонды тазалау. Сонымен қатар, сандық аппараттар фоторежимдегі жұмысты қолдайды және сұр және жартылай тонның реңктерін сапалы түрде береді. Түрлі-түсті кескіндерді көшіргенде, сандық аппараттар түрлі түстерді сұр реңктермен басып шығара алады. Оған қоса, сандық техника фотобарабанға түпнұсқадан шағылысқан жарық беретін оптиктерді пайдаланбайды. Аналогтық аппараттарда бұл оптика үнемі күтуді талап етеді, өйткені шаңдану, бұл да іздердің сапасына әсер етеді. Кең функционалдылық түпнұсқаны сандық өңдеу көшірмелердің сапасын жақсартуға ғана емес, сондай-ақ түпнұсқаны түрлендіруге мүмкіндік береді, мысалы, масштабтау, инверсияны қолдану, негатив және т. б.
Сандық техниканың жоғары сенімділігі оптика мен жарық шамдарының жоқтығымен ғана емес, оны үнемі өзгерту қажет, сонымен қатар тираждаудың басқа да тәсілдерімен байланысты · Аналогтық аппаратта тираж жасау кезінде түпнұсқаны сканерлеу бағытында созып қана қоймай, келесі көшірменің алдында бастапқы қалпына келтіру қажет. Сандық аппарат түпнұсқаны бір рет созады, оны есте сақтайды және одан әрі тиражды жасайды, көшірмені жадыдан басып шығарады.
Сандық және аналогты музыкалық жабдықтар біздің заманымызда цифрлық технологиялардың аналогтылықпен салыстырғанда цифрлық аппараттық ресурстардың қаншалықты ыңғайлы екені туралы ойлануды тоқтатты. Негізінде, аналогтық құрал-жабдықтардан цифрлық құрал-жабдықтардан ауыса бастағанда, жұмыстың ыңғайлылығы, техникалық артықшылықтары және керісінше, аналогтық құрал-жабдықтардан бұрын сандардың кемшіліктері тақырыбына пікірталастар өте көп болды. Бірақ қазір уақыт өте келе бұл мәселе түрлі дыбыс жазу студияларында да, клубтарда да кездеседі. Цифрлық жабдықтың аналогтық алдында қандай артықшылықтары бар? Алдымен дыбысты цифрлау қандай қағидаттарға сүйенетіні туралы қысқа. Аналогтық дыбысты цифрларға түрлендіру үшін аналогтық-сандық түрлендіргіштер бар, дәл осы құрылғылар үздіксіз аналогтық сигналды жеке сандардың бірізділігіне түрлендіре алады, яғни оны дискретті етеді. Түрлендіру келесідей болады: сандық құрылғы секундына бірнеше рет аналогтық сигналдың амплитудасын өлшейді және бұл өлшеулердің нәтижелерін тікелей сандар түрінде береді. Бұл ретте, өлшеу нәтижесі үздіксіз электр сигналының дәл аналогы болып табылмайды. Сәйкестік толықтығы өлшеу санына және олардың дәлдігіне байланысты. Өлшеу жүргізілетін жиілік дискредитация жиілігі деп аталады, ал амплитуданы өлшеу дәлдігі өлшеу нәтижесін көрсету үшін қолданылатын бит санын көрсетеді. Бұл параметр разрядтылық бар.
Сонымен, аналогтық сигналды цифрларға түрлендіру екі кезеңнен тұрады: уақыт бойынша дискредиттеу және амплитудасы бойынша кванттау (теңестіру). Уақыт бойынша дискредиттеу сигнал тең уақыт аралығынан кейін алынған өзінің есептерінің (сэмплдарының) жанында берілгенін білдіреді. Мысалы, дискредиттеу жиілігі (жиі атауы эмплирлеу жиілігі қолданылады) 44,1 кГц-ке тең, бұл сигнал 44100 секунд ішінде рет өлшенетінін білдіреді. Әдетте, аналогтық сигналды цифрлық (цифрлау) түрлендірудің бірінші кезеңінде негізгі сұрақ аналогтық сигналдың дискредитация жиілігін таңдаудан тұрады, себебі түрлендіру нәтижесінің сапасы осыған байланысты. Адам еститін жиілік диапазоны 20-дан 20000 Гц-ға дейін, ал аналогтық сигналды оның есептеулері бойынша дәл қалпына келтіру үшін дискредиттеу жиілігі ең жоғары дыбыстық жиіліктен кем дегенде екі есе артық болуы тиіс. Осылайша, егер бұдан әрі сандық нысанға түрлендірілетін нақты аналогтық сигнал 0 кГц-тен 20 кГц-ке дейінгі жиіліктік компоненттерден тұратын болса, онда мұндай сигналдың дискредиттеу жиілігі 40 кГц-тен кем болмауы тиіс. Дискредитация процесінде аналогтық дыбыстың жиілік спектрі айтарлықтай өзгерістерге ұшырайды. Дискредиттеуден кейін салыстырмалы төмен жиілікті бастапқы аналогтық сигнал әртүрлі амплитудасы бар және бірнеше мегагерцке дейін өте кең спектрі бар өте тар импульстердің тізбекті уақытша қатары болып табылады. Сондықтан, бастапқы аналогтық сигналдың спектрі айтарлықтай кең. Демек, қорытынды: ең орынды цифрлау жоғары жиіліктегі дискредиттеу және жоғары разрядтылықпен жүреді. Аналогтық жабдықтың жұмыс істеу принциптері электр тізбегіндегі сигналдың үздіксіздігіне құрылады. Технология өндірісінің аналогтылардан цифрларға көшуінің себебі ең алдымен дыбысталу сапасын арттыру, сақтау, сондай-ақ жұмыс процесін автоматтандыру қажеттілігі болды. Бірақ, цифрлау процесінен кейін бастапқы сигналды қысу себебі бойынша компакт-диск винилдің жалпы дыбысының сапасымен кемеді, себебі fналогты жазу кезінде түпнұсқалық сигнал жиілігінің диапазоны ешқандай өзгерістерге ұшырамайды (Шу басуға қатысты, бұл ойнатқыштардағы инелерге де байланысты). Сондықтан мамандар винил компакт-дискілерді дыбыстайды.
Сандық аспаптардың кемшіліктері жаппай өндіріс кезінде өте маңызды болуы мүмкін сандық техниканың кемшіліктеріне тағы бір сөз бөлгім келеді. Кейбір жағдайларда сандық схемалар бір тапсырманы орындау үшін аналогтық энергиядан көп жылу бөліп, сұлба күрделілігін арттырады, мысалы, кулер қосу арқылы. Бұл батареялардан қоректенетін портативті құрылғыларда оларды пайдалануды шектеуі мүмкін. Мысалы, ұялы телефондар базалық станциядан радиосигналдарды күшейту және реттеу үшін аз қуатты Аналогты интерфейсті жиі пайдаланады. Дегенмен, базалық станция энергияны қажетсінетін, бірақ өте икемді бағдарламалық-анықталатын радиожүйені пайдалана алады. Мұндай базалық станцияларды ұялы байланыстың жаңа стандарттарында қолданылатын сигналдарды өңдеу үшін оңай бағдарламалауға болады.
Сандық схемалар кейде аналогтардан қымбат.
Сондай-ақ аналогтық сигналды сандық сигналға түрлендіру кезінде ақпаратты жоғалту мүмкін. Математикалық түрде бұл құбылыс дөңгелектеу қатесі ретінде сипатталуы мүмкін. Кейбір жүйелерде бір сандық деректер фрагменті жоғалған немесе бүлінген кезде үлкен деректер блоктарының мағынасы толық өзгеруі мүмкін.
1.2 Суреттерді сығу және компрессия әдістері
Графикалық деректер, әсіресе растрлық файлдар, дискілік кеңістіктің үлкен санын алады. Мысалы, 300 нүктені дюймге шешкенде CMYK түсті моделіндегі А4 форматындағы растрлық сурет 30 мегабайт дискілік кеңістікті алады. Жақсы, егер файл бір, және сіздің жарияланым басқа суреттерді пайдаланбаса (бұл өте екіталай). Мысалы, форматтағы А2 картиналарының репродукциялық галереясын жасаған кезде түбіріндегі жағдай өзгереді, бұл ретте ол екі жағынан түсірілген 100 параққа қиындықпен ұмтылады. Ең қарапайым есептерде (әр парақтың 120 мегабайт х 100 парақ х 2 жағы), бұл форматтағы растрлық кескіндер, мұндай парақтардың саны 24 гигабайт дискілік кеңістікті алады. Мұндай жарияланымды неге сақтайсыз ? Ал енді сізде бірнеше Тапсырыс беруші бар екенін елестетіп көріңізші, және олардың әрқайсысының жұмысы бірнеше рәсімдеу нұсқасында сақталады, сонымен қатар, тапсырыстардың көпшілігі үшін Сіз орындалған жобаны Тапсырыс беруші қалаған жағдайда барлығын түбірімен және түбегейлі өзгерту үшін оның дайындығының әртүрлі сатыларында сақтадыңыз, сіз мұны тез орындай аласыз. Әрине, бұл деректерді сақтау өте қиын болады. Сондықтан да, сондай-ақ, дискілік кеңістік әдетте өте қымбат (сандық ақпаратты сақтауға арналған құрылғылар үнемі арзанырақ болуына қарамастан, олар көп уақыт талап етіледі, бұл аз капитал салымдарын талап етеді), әртүрлі түрдегі, соның ішінде графикалық деректерді қысудың көптеген әдістері ойлап тапты. Ең көп таралған және кеңінен пайдаланылатын туралы біз қазір сөйлесеміз. Ең басында кескіндерді қысудың қолданыстағы әдістерін екі шартты санатқа - мұрағаттау (қысу) және компрессия (айырбастау) деп бөлеміз. Бұл жолдар арасындағы айырмашылық, екіншісі бастапқы сақталған суретті толық қалпына келтіруді білдірмейді. Бірақ деректер компрессиясының алгоритмі қандай болса да, онымен жұмыс істеу үшін файлды талдау және тарқату қажет, яғни деректерді жылдам өңдеу үшін бастапқы қапталмаған түрге қайтару қажет (әдетте бұл пайдаланушы үшін мөлдір болады). Төменде біз қысу жолдарын қарастырамыз.
Деректерді азайту тәсілінде бағдарлама қысылатын деректерде, деректердің кейбір бірдей тізбектерінің бар болуын талдайды және қайталанатын фрагменттің орнына осындай бұрынғы сілтемені жазып (кейінгі қалпына келтіру үшін), оларды алып тастайды. Мұндай бірдей тізбектер бір түсті пикселдер, қайталанатын мәтіндік деректер немесе осы деректер массивінің шеңберінде бірнеше рет қайталанатын артық ақпарат болуы мүмкін. Мысалы, қатаң бір түсті (мысалы, сұр) төсеніштен тұратын растрлық файл құрылымында қайталанатын фрагменттер өте көп.
Деректер компрессиясы (айырбастау) - бастапқы графикалық деректердің толық қалпына келтірілуіне кепілдік бермейтін деректерді сақтау тәсілі (кейде тіпті мүмкін). Бұл әдіс деректерді сақтау, әдетте, Графикалық ақпарат түпнұсқамен салыстырғанда сәл "бұзылады", бірақ бұл бұрмалаулар оларды аз мағынада басқаруға және елемеуге болады. Әдетте, сақталған файлдар осы сақтау әдісін пайдалана отырып, қарапайым аривациялармен (қысумен) сақталған файлдардан әлдеқайда аз дискілік кеңістікті алады. Екінші қысу әдісін пайдалану кезінде компрессияның күшті дәрежесі және осы тәсілге деректерді сақтауға құқық береді (әйтпесе барлық жерде қысу шығынсыз қолданылады). Әдетте, Компрессияны пайдалана отырып, деректерді сақтау кезінде шығу файлының мөлшері мен оның сапасы арасында ымыраға келу мүмкіндігі бар. Бір параметр бойынша оңтайландыру болуы мүмкін (аз сапада, Шығыс файлдың аз көлемінде және керісінше).
Төменде деректерді қысудың кейбір алгоритмдері, олардың артықшылықтары мен кемшіліктері, сондай-ақ оларды қолданудың оңтайлы аясы (яғни осы қысу әдісін қолдану жақсы болатын сурет түрлері) қарастырылады.
Алдымен бастапқы файлдарға өзгерістер енгізбейтін және деректерді толық қалпына келтіруге кепілдік беретін бірнеше деректерді қысу алгоритмдерін қарастырайық.
RLE (Run - length encoding) - бір байттың бірдей бірізділігі қайталанатын байтты (немесе байттардың бүтін тізбегін) және бастапқы деректердегі оның қайталану санын бір рет еске түсірумен алмастырылатын деректерді қысу әдісі. Мысалы, түр жолағы 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 кескіннің сандық көрінісі бірдей түсті үлкен учаскелері бар болған жағдайларда қысудың бұл түрі қолданылады. Негізінен, бұл қысу түрі Bitmap түс моделінде сақталған монохромды суреттер үшін қолданылады,онда деректерді пайдаланып қысу кезінде ең жақсы нәтижелерге қол жеткізуге болады. Басқа деректер түрлерін қысу үшін (соның ішінде, графикалық емес) алгоритм қолданылады, бірақ тиімділігі аз, өйткені қысылған деректер қарапайым қайталанатын құрылым болуы тиіс). Бұл алгоритм оның салыстырмалы қарапайымдылығында тағы бір маңызды артықшылығы бар ,бұл осы форматтан орауды және осы форматқа орауды жылдам жүргізуге мүмкіндік береді (есіңізде болсын, оларды өңдеу үшін барлық графикалық деректер алдын ала оралуы тиіс, ал кез келген компрессия немесе мұрағаттау негізінен файлды уақытша немесе тұрақты сақтау үшін қолданылады). Негізінде, осы күрделі емес алгоритмнің негізінде біз төменде қарайтын графикалық деректерді қысудың неғұрлым жетілдірілген және неғұрлым күрделі (сондай-ақ аз жылдам) әдістері жұмыс істейді. Бұл графикалық фандарды қысу әдісі PSD, BMP және басқа файлдарға қолданылады.
CCITT Group 3, CCITT Group 4-Bitmap түс моделінде сақталған бір биттік суреттермен жұмыс істейтін графикалық деректерді қысудың екі ұқсас әдісі. Деректер тізбектерінің қайталанатын тізбектерін (алдыңғы қысу түрі сияқты, RLE) бастапқы суреттен іздеу және алып тастау негізделген. Бұл алгоритмдер тек растрлік графикалық ақпаратты орауға бағытталған, өйткені суретте жеке пикселдер қатарларымен жұмыс істейді. Бастапқы алгоритм байланыстың факсимильді жүйелері (CCITT Group 3) арқылы берілетін деректерді қысу үшін әзірленген, ал деректерді мұрағаттаудың осы әдісінің (CCITT Group 4) неғұрлым жетілдірілген түрі неғұрлым жоғары қысу дәрежесі бар монохромды суреттерді жазу үшін жарамды. Алдыңғы алгоритм сияқты, ол, негізінен, үлкен бір түсті суреттерді қысу үшін жарамды. Оның артықшылығы - орындау жылдамдығы, ал кемшілігі-графикалық деректерді компрессия үшін қолдану шектеулілігі (барлық деректер осылайша тиімді қысылмайды). Бұл графикалық фандарды қысу әдісі PDF, PostScript (инкапсуляцияланған нысандарда) және басқа файлдарда қолданылады.
LZW (Lemple-Zif-Welch) - деректерді жою және "мұрағат"өлшемін азайту үшін деректердің бірдей тізбектерінің бастапқы файлында іздеу және ауыстыруға негізделген деректерді қысу алгоритмі. Алдыңғы қаралған қысу әдістеріне қарағанда, бұл жағдайда деректерді қысудың үлкен дәрежесіне жету үшін, қысылған мазмұнды "зияткерлік" көп көру жүргізіледі. Бұл қысу түрі бастапқы графикалық файлға бұрмалаулар енгізбейді, және кез келген түрдегі растрлық деректерді - монохромды, қара - ақ немесе толық түсті өңдеуге жарамды. Ең жақсы нәтижелер бірдей түсті үлкен аймақтармен немесе қайталанатын бірдей құрылымдармен кескіндерді компрессия кезінде алынады. Бұл әдіс бастапқы файлдарда жоғалтулар немесе бұрмалаулар толық болмаған кезде графикалық деректерді қысудың басқа қолданыстағы әдістерінің арасында ең жақсы қысу дәрежелерінің біріне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл графикалық фандарды қысу әдісі TIFF, PDF, GIF, PostScript (инкапсуляцияланған нысандарда) және т.б. файлдарда қолданылады.
ZIP-PKZIP мұрағаттаудың танымал алгоритмінде қолданылған әдіске ұқсас деректерді қысу әдісі. Сығу әдісінің негізіне LZW ұқсас әдіс алынды. Деректерді қысудың алдыңғы әдісі сияқты, бұл әдіс бастапқы файлға бұрмалаулар енгізбейді, және бірдей бір түсті немесе қайталанатын облыстары бар графикалық деректерді өңдеу үшін ең жақсы қолайлы. Бұл графикалық фандарды қысу әдісі PDF, TIFF және кейбір басқа файлдарда қолданылады.
Ал енді бастапқы файлдарға өзгерістер енгізетін деректерді түрлендірудің алгоритмдері мен әдістерін қарастырайық, бұл ретте графикалық кескіндерді ораудың жоғары дәрежесін көрсетеді.
JPEG ( Joint Photographic Experts Group) - жартылай тонды және толық түсті суреттерді сақтау үшін қолданылатын әдіс, ең жоғары қысу дәрежесіне және шығу файлының ең төменгі өлшеміне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Әр түрлі түстерді адам көзімен қабылдау ерекшелігіне негізделген және есептеу тұрғысынан өте үлкен, өйткені процессорлық уақыт көп алады. Файл бірнеше кезеңде кодталады. Біріншіден, сурет одан әрі талдау үшін бірнеше түсті арналарға бөлінеді. Содан кейін, сурет топтарға бөлінеді, әр топтағы 64 пиксельден, келесі өңдеу үшін көлемі 8х8 пиксель болатын төртбұрышты кескіндер. Содан кейін пикселдердің түсі арнайы түрде кодталады, қайталанатын және артық ақпарат алынып тасталады, және де түстерді сипаттау кезінде түс құраушысына қарағанда жарқын көңіл бөлінеді, өйткені адам көзі нақты түс тонына қарағанда ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Бет
КІРІСПЕ
КЕСКІНДІ САНДЫҚ ӨҢДЕУ
1.1 Сандық технологияның дамуы
1.2 СУРЕТТЕРДІ СЫҒУ ЖӘНЕ КОМПРЕССИЯ ӘДІСТЕРІ
КЕСКІНДІ САНДЫҚ ӨҢДЕУДЕГІ ВЕЙВЛЕТ - ТҮРЛЕНДІРУ
2.1 Вейвлет - түрлендірудің негізгі теориясы
2.2 Вейвлет - түрлендіруді және көп масштабты талдау
Дискретті вейвлет- түрлендіруінің бағыттары мен қолданылуы
2.4 Вейвлет - түрлендірудің математикалық сипаттамасы
КЕСКІНДІ ВЕЙВЛЕТ - ТҮРЛЕНДІРУ ӘДІСІМЕН САНДЫҚ ӨҢДЕУ
3.1 C# программалау тілі жөнінде жалпы түсінік
3.2 C# программалау тіліндегі программаның құрылымы
3.3 Кескінді вейвлет - түрлендіру арқылы сығу алгоритмінің орындалуы
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМША А
ҚОСЫМША Б
КІРІСПЕ
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Соңғы 10 жыл ішінде сандық техниканың таралуына байланысты сандық мәліметтердің рөлі айтарлықтай өсті. Сандық фотоаппараттарғ сканер, үстел үсті баспа жүйелері, үстел үсті мәліметтер қорына қолжетімділік және саны артуда. Интернет слилжелісінің каналдарды өткізу қабілеттілігі үнемі артып отыруда. Бұның бәрі өңделетін мәліметтердің айтарлықтай санының өсуіне әкеліп соғады, бірақ та қолжетімді сандық материалдардың көлемінің артуына өңдеу және іздеу алгоритмдері адекватты реакциямен қамтамасыз етуге үлегрмейді. Әсіресе, мультимедиялық мәліметтер қорын іздеу алгоритмдері және амалдар аумағында қатты байқалады. Дәл қазіргі сәтте, іздеу нәтижесін қанғаттандырмайтын, бұндай үлкен қорларда іздеу бірнеше ондаған жылдар бұрын әзірленген басқа мәліметтер типіне арналған алгоритмдер мен қағидаларды қолдану арқылы іске асады. Қазіргі сәтте бар көптеген алгоримдер адаммен кескіннің қабылдануын есепке алмайды, және кескіндер қорын белгілеуде, іздеу барысында классикалық жолды іздеу алгоритмін қолдану алу мүмкіндігімен, мәтіндік тэгтермен және атрибуттар жиынына негізделеді.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Адаммен қабылданатын ақпараттар қиын формалданатын тапсырма болып табылады, және әздеуді жүргізіп отырған қолданушы көргісі келетін нәтижеге, бар алгоритмдерді қолданып іздеу жасау әлсіз арақатынаста болады. Бұл жұмыс суретті мәтінмәндік іздеу алгоритмдерін зерттеуге арналған. Бұл алгоритмдер мақсаты - суретті іздеулер нәтижесін, адаммен жасалған іріктеу нәтижесімен максималды түрдн жақындату болып табылады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Көбінесе, суреттер қорының көлемі артуымен дәстүрлі алгоритмдер өз мүмкіндігін жоғалтады. Мысалы, іздеуді жылдамдату үшін суреттің кішірейтілген көшірмелерін қарауға болады. Қолданушыға жүздеген кішірейтілген суреттер көшірмесі ішінен іздеу жүргізу қиын тапсырма болып келеді, бірақта қор көлемін мың суретке дейін арттыру бқл тапсырманы практикалық орныдалмайтын етеді. Сондықтан, мәліметтер қорын айтарлықтай арттыру кезінде суретті толық іретеу арқылы іздеу әдісі өзінің тиімділігін жоғалтады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Кілттік сөздер мен атрибуттардың индексациясы таралған іздеудің стратегияларының бірі болып табылады. Бұл тәсілдің артықшылықтары бар, сонда да орындалуы қиындық тудыратын талаптар қояды. Бірінші себебі, шығынды процедура болып табылатын суреттер қорын кілттік сөздермен белгілеу қажеттілігі. Екінші себебі, суреттің кейбір визуалды аспектілері қиын сипатталатын немесе сипатталмайтын болып келеді. одан кейін, қолданушыға қандай аспект енгізілді, ал қайсысы енгізілмеді белгісіз болуы мүмкін. Айта кету керек, кейбір суреттер класстары (мысалы, тестура) кілттік сөздермен белгілеуге үлкен еңбекпен беріледі. Үшінші себебі, суретті қабылдаудың бңрмәнді болмауы, сәйкесінше суреттер қорында бір адмаммен белгіленген тэгтер екінші қолданушы үшін тиміділігі аз.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Жоғарыда айтылған түсініктер суретті мәтінмәндік іздеу аймағында зерттеулердің өсуіне әкелді. Суретті мәтінмәндік іздеу басқа да атауларға ие: мәні бойынша іздеу, үлгі бойынша іздеу, сызба (эскиз) бойынша іздеу, ұқсастық әдісі бойынша іздеу. Айта кету керек, мәтінмәнді іздеу іздеудің қосымша әдісі болып келеді және онымен бірге қолданыла алады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Суретті ізделіп отырған суреттің мәніне қарай іздеу архитектура, телевидение, мультимедиа құралдары, графикалық дизайн, өнер тарихында, криминология, геология, медицинада да қолдану әдісін тауып жатыр. Дизайнер алмастыру немесе алтернатива ретінде қолдану үшін мәліметтерге ұқсайтын суретті табуды талап ете алады. Криминология бұл алгоритмдер фоторобот бойынща суретті іздеу кезінде қажет етіледі. Сонымен қатар құқық қорғау орындары үшін бақылау қамераларының жазбаларынан фрагментті іздеу немесе толық суретті іздеу өзекті болып келеді. Бұл кезде үлкен рұқсат етілімді сурет қолданылатыны белгілі. Бұл іздеу әдісін архитектор жергілікті мекенге сәтті болып келетін шешімдерді саралау үшін, сонымен қоса, орындалатын немесе ойға алынған құрылыстың аналогтарын іздеу үшін қолданады. Бұл тапсырма үй жағдайында да өзекті болып табылады. Сандық аппратураға қолжетімділіктің артуы үй жағдайындағы фото және кескіндердің архивы көлемінің артуына алып келді. Мәтінмәндік іздеу сандық кітапханаларда іздеу нәтижелерінің сапасын арттыруға арналған. Барлық аталған аймақтарда суретті формалдау технологиясын шыңдау маңызды әрі жалпы мойындаған мәселе болып табылады.
1 КЕСКІНДІ САНДЫҚ ӨҢДЕУ
1.1 Сандық технологияның дамуы
Сандық технологиялар (ағылш. (Digital technology) DWDM сигналдары үздіксіз спектр түрінде емес, аналогты деңгейлердің дискретті жолақтарымен сигналдарды ұсынуға негізделген. Жолақтың шегіндегі барлық деңгейлер сигналдың бірдей күйін білдіреді.
Сандық технология аналогтық, дискретті емес, үздіксіз сигналдармен жұмыс істейді. Сонымен қатар, сигналдар әдетте екі, бірақ нақты өмірде, әсіресе үш мән негізінде деректерді сақтаудың есептік жүйелері бар. Әдетте бұл 0, 1, NULL, олар бульдік алгебрасында "өтірік", "ақиқат" және "жарамсыз" қатысуымен тиісінше "нәтиженің болмауы".
Сандық сұлбалар негізінен AND, OR, NOT және т.б. сияқты логикалық элементтерден тұрады. Сондай-ақ, есептеуіштер мен триггерлермен өзара байланысты болуы мүмкін.
Сандық технологиялар негізінен есептеуіш цифрлық электроникада, ең алдымен компьютерлерде, ойын автоматтары, робототехника, автоматтандыру, өлшеу аспаптары, радио және телекоммуникациялық құрылғылар және басқа да көптеген цифрлық құрылғылар сияқты электротехниканың әртүрлі салаларында қолданылады.
Бұл жұмыстың мақсаты сандық техниканың артықшылықтарын және олардың себептерін қарастыру болып табылады. Сандық технологиялар үздіксіз спектр түрінде емес, аналогтық деңгейлердің дискретті жолақтарымен сигналдарды көрсетуге негізделген.
Жолақтың шегіндегі барлық деңгейлер сигналдың бірдей күйін білдіреді. Өткен ғасырдың 90-шы жылдарының соңынан бастап сандық технологиялардың болашағы тұр деп санауға болды.
Аналогтық сигнал-ұсынылған параметрлердің әрқайсысы уақыт функциясымен және ықтимал мәндердің үздіксіз жиынымен сипатталатын деректер сигналы. Мұндай сигналдар үздіксіз уақыт функцияларымен сипатталады, сондықтан аналогтық сигнал кейде үздіксіз сигнал деп аталады. Аналогтық сигналдардың қасиеттері айтарлықтай шамада олардың үздіксіздігін көрсетеді: ·бір - бірінен анық ерекшеленетін сигналдың Дискреттік деңгейлерінің болмауы оны сипаттау үшін ақпарат түсінігін цифрлық технологияларда қалай түсінетін түрде қолдануға мүмкіндік бермейді. Бір санаудағы "ақпарат саны" өлшем құралының динамикалық диапазонымен ғана шектеледі. Мәндер кеңістігінің үздіксіздігінен сигналға енгізілген кез келген кедергілер сигналдың өзінен ажыратылмайды және демек, бастапқы амплитудасы қалпына келтіріле алмайды. Шын мәнінде, егер осы сигналдың қасиеттері туралы қандай да бір қосымша ақпарат белгілі болса, мысалы, жиілік әдістерімен сүзілуі мүмкін (атап айтқанда, жиілік жолағы). Бұл сигнал түрін қарапайым мысалда қарастырайық. Сөйлесу кезінде, біздің дауыстық байламдар түрлі үнділік (жиілік) және дыбыс қаттылығы (дыбыс сигналының деңгейі) белгілі бір дірілдейді. Бұл діріл кейбір қашықтықты өтіп, адам құлағына түседі, онда есту мембранасына әсер етеді. Бұл мембрана біздің дыбыстық байламдар қандай тербеліс жиілікпен және күшпен дірілдеуді бастайды, қашықтықты еңсеру арқылы Діріл күші біршама әлсірейді. Осылайша, бір адамнан екіншісіне дауыстық сөйлеуді сигналдың аналогтық берілісі деп атауға болады, сондықтан. Бұл жерде біздің дауыстық байламдарымыз адамның құлағын (не айтамыз, не естиміз) қабылдайтындай дыбыс дірілін шығарады, яғни берілетін және қабылданатын дыбыс сигналы импульстің ұқсас нысаны және дыбыстық дірілдің жиіліктік спектрі, немесе басқаша айтқанда, дыбыстық дірілдің "ұқсас" деп айтуға болады. Енді күрделі мысал қарастырайық. Осы мысал үшін телефон аппаратының, яғни ұялы байланыс пайда болғанға дейін адамдар пайдаланған телефонның оңайлатылған сызбасын алайық. Сөйлесу кезінде дыбыстық дыбыс дірілдері телефон түтігінің (микрофон) сезімтал мембранасына беріледі. Содан кейін микрофонда дыбыс сигналы электрлік импульстерге түрлендіріледі және одан әрі екінші телефон түтігіне сым арқылы түседі, онда электромагниттік түрлендіргіштің (динамик немесе құлаққап) көмегімен электр сигналы дыбыс сигналына кері түрлендіріледі. Жоғарыда келтірілген мысалда сигналдың "аналогтық" түрленуі қолданылады. Яғни, дыбыстық діріл байланыс желісінде электр импульсінің жиілігі сияқты жиілікке ие, сондай-ақ дыбыс және электр импульстерінің ұқсас нысаны бар (Яғни ұқсас). Білім беру және телевизиялық сигнал өзі аналогтық радиотелевизиондық сигнал жеткілікті күрделі нысанды импульс, сондай-ақ, жеткілікті жоғары жиілікті бұл импульс, себебі онда, дыбыстық ақпарат, сондай-ақ кескін қашықтыққа беріледі.
Сандық сигнал-ұсынылатын параметрлердің әрқайсысы дискретті уақыт функциясымен және ықтимал мәндердің соңғы жиынымен сипатталатын деректер сигналы. Сигналдар дискретті электр немесе жарық импульстерін білдіреді. Мұндай тәсілде коммуникациялық арнаның барлық сыйымдылығы бір сигнал беру үшін пайдаланылады. Сандық сигнал кабель өткізу жолағын пайдаланады. Өткізу жолағы-бұл ең жоғарғы және ең төменгі жиілік арасындағы айырмашылық, ол кабель арқылы берілуі мүмкін. Мұндай желілердегі әрбір құрылғы екі бағытта да деректерді жібереді, ал кейбіреулері бір уақытта қабылдап, жібере алады. Тар жолақты жүйелер деректерді бір жиіліктің сандық сигналы түрінде береді. Дискретті сандық сигнал беруге қиындау үлкен қашықтықтарға қарағанда, аналогты сигнал, сондықтан оны алдын-ала модулируют жағында таратқыштың және демодулируют жағында қабылдағыш ақпарат. Цифрлық жүйелерде сандық ақпаратты тексеру және қалпына келтіру алгоритмдерін пайдалану ақпаратты беру сенімділігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді. Нақты сандық сигнал өзінің физикалық табиғаты бойынша Аналогты болып табылады. Шу мен тарату желілерінің параметрлерінің өзгеруіне байланысты ол амплитуда, фаза поляризация жиілігі бойынша флуктуацияда болады. Бірақ бұл аналогтық сигнал (импульстік және дискреттік) Сан қасиеттеріне ие. Нәтижесінде оны өңдеу үшін сандық әдістерді (компьютерлік өңдеу) пайдалану мүмкін болады. Мысалы, "сандық сигнал", белгілі " Морзе әліппесінің" көмегімен ақпаратты беру принципін алайық. Мәтіндік ақпаратты берудің осындай түрімен таныс емес адамдар үшін одан әрі негізгі қағиданы қысқаша түсіндіремін. Бұрын, сигналды ауа арқылы беру (радиосигналдың көмегімен) әлі дамып келе жатқан кезде, қабылдау-тарату аппаратурасының техникалық мүмкіндіктері сөйлеу сигналын үлкен қашықтыққа беруге мүмкіндік бермеді. Сондықтан, сөйлеу ақпаратының орнына мәтін қолданылды. Мәтін әріптерден тұрады, онда бұл әріптер үндік электр сигналының қысқа және ұзын импульстері арқылы берілді. Мұндай мәтіндік ақпаратты беру - "Морзе әліппесі"арқылы ақпаратты беру деп аталды. Оның электрлік қасиеттері бойынша тоналды сигнал сөйлеу қабілетіне қарағанда үлкен өткізу қабілеті болды және осының салдарынан қабылдау-тарату аппаратурасының әрекет ету радиусы ұлғайған. Сигналдың осындай берілуінде ақпарат бірліктері шартты түрде "нүкте" және "тире"деп аталды. Қысқа тондық сигнал нүктені, ал ұзын тондық сигнал сызығын білдіреді. Мұнда, алфавиттің әр әр әрпі белгілі бір нүкте мен сызықтан тұрды. Мысалы, А әрпі комбинациямен аталды".- "(нүкте-сызықша), ал б әрпі "- ..." (сызықша-нүкте-нүкте-нүкте), және т.б. Яғни, берілетін мәтін нүктелер мен сызықтардың көмегімен тондық сигналдың қысқа және ұзын кесінділері түрінде кодталған. Егер "МОРЗЕ әліппесі" сөзі нүктелер мен сызықтардың көмегімен білдірілсе, онда бұл келесідей болады: цифрлық сигналдың негізіне ақпаратты кодтаудың өте ұқсас принципі тиесілі, тек қана ақпарат бірліктерінің өздері бар. Кез келген сандық сигнал "екілік кодтан"тұрады. Мұнда, ақпарат бірліктері үшін логикалық 0 (нөл) және логикалық 1 (бірлік) пайдаланылады. Егер мысал үшін, біз кәдімгі қалта шамын алайық, егер оны қоссаңыз, онда бұл логикалық бірлікті білдіреді, ал егер сөндіретін болса, логикалық нөл. Цифрлық электрондық микросхемаларда логикалық 1 және 0 бірліктері үшін вольттардағы электр кернеуінің белгілі бір деңгейін қабылдайды. Мысалы, Логикалық бірлік 4,5 вольтты, ал логикалық нөл 0,5 вольтты білдіреді. Әрине, сандық микросхемалардың әрбір түрі үшін, логикалық нөл кернеулерінің шамасының мәні және бірліктері әр түрлі. Алфавиттің кез келген әрпі, жоғарыда сипатталған Морзе әліппесінің мысалында, сандық түрде белгілі бір тізбектегі нөлдер мен бірліктердің белгілі бір санынан тұрады, олар өз кезегінде логикалық импульстер пакеттеріне кіреді. Мысалы, А әрпі импульстердің бір пакетімен, ал б әрпі басқа пакетпен болады, бірақ Б әрпінде нөлдер мен бірліктердің бірізділігі А әрпінен басқа болады (яғни, нөлдер мен бірліктердің орналасуының әртүрлі комбинациялары). Цифрлық кодта берілетін электр сигналының кез келген түрін (Аналогты қоса алғанда) кодтауға болады, және маңызды емес, бұл сурет, кескін сигнал, аудио сигнал немесе мәтіндік ақпарат болады, сонымен қатар сигналдың осы түрлерін бір мезгілде (бірыңғай цифрлық ағында) беруге болады.
Электр қуаты пайда болған Аналогты аспаптар адамдарда токтан жұмыс істейтін техниканы пайдалану мүмкіндігіне ие болды. Күн сайын жаңа құралдар пайда болды, ғылым дамыды, техника жетілдірілді. Сонда барлық өнертабыстар аналогтық болып саналды. "Аналогтық" сөзі құралдың бір нәрсеге ұқсас жұмыс істейтінін білдіреді. Түсінікті болу үшін өлшеу құралын қарастырайық. Мысалы, өлшеу кестесін құру керек, өлшеу деректері белгілі. Аспап алдымен графиктің мінез-құлқын сипаттайтын белгілі деректер бойынша теңдеуді шығарады, содан кейін графикті құруға тырысады. Ол теңдеу ұқсастығы бойынша жұмыс істейді, оның заңдарына қатаң бағынады. Ал теңдеудің графикті қаншалықты дәл сипаттайды, аспапта бұл маңызды емес. Осылайша, Аналогты электрондық құрылғылар - бұл Электрондық аспаптар негізінде орындалған Аналогты электр сигналдарын күшейту және өңдеу құрылғылары. Аналогтық электрондық құрылғыларды жіктеуге болатын екі үлкен топты атап өту керек: ·Күшейткіштер - бұл қуат көзінің энергиясы есебінен берілген пішін бойынша неғұрлым дәл көшірмесінің бірі болып табылатын, бірақ ток, кернеу немесе қуат бойынша одан асып түсетін жаңа сигнал қалыптастыратын құрылғылар. * Күшейткіштер негізіндегі құрылғылар-негізінен электрлік сигналдар мен кедергілердің түрлендіргіштері · Электр сигналдарын түрлендіргіштер (сигналдарды аналогтық өңдеудің белсенді құрылғылары) - күшейткіштер базасында, не соңғыларын кері байланыстардың арнайы тізбектерімен тікелей қолдану жолымен, не олардың кейбір түрін өзгерту жолымен орындалады. Бұл жерге қосу, азайту, логарифмдеу, антилогарифмдеу, сүзу, детектеу, көбейту, бөлу, салыстыру құрылғылары және басқа да кедергілердің түрлендіргіштері кері байланыстары бар күшейткіштер негізінде орындалады. Олар кедергінің көлемін, түрін, сипатын түрлендіре алады. Оларды кейбір сигналдарды өңдеу құрылғыларында қолданады. Ерекше класты әртүрлі генераторлар және олармен байланысты құрылғылар құрайды.
Цифрлық аспаптар Сандық деп өлшеу ақпаратының дискретті сигналдарын автоматты түрде шығаратын және сандық нысанда көрсеткіштер беретін өлшеу аспаптары деп аталады. Дискретті деп мәні импульс N санымен көрсетілген сигналдар түсініледі. Дискретті сигналдардың көмегімен ақпаратты ұсынуға арналған ережелер жүйесі код деп аталады. Дискретті сигналдар үздіксіздіктерден айырмашылығы таңдалған кодпен анықталатын мәндердің соңғы саны ғана болады. Электрондық цифрлық өлшеу аспаптарының басты және міндетті функционалдық тораптары өлшенетін аналогтық, яғни уақыт бойынша үздіксіз, X физикалық шамасы оған балама цифрлық кодқа автоматты түрде түрлендіріледі, сондай-ақ алынған N кодтық сигналдары көзбен қабылдауға ыңғайлы ондық есептеу жүйесінің цифрлық символдарына түрлендірілетін цифрлық есептеу құрылғылары болып табылады. Аналогтық салыстырғанда өлшеу нәтижесін ұсынудың сандық түрі оқуды жылдамдатады және субъективті қателіктердің ықтималдығын айтарлықтай азайтады. Цифрлық өлшеу аспаптарының көпшілігінде өлшенетін кіріс шамасын өзгертуге немесе оны таңдалған кодтау әдісі үшін неғұрлым ыңғайлы Y = f(x) басқа шамаға түрлендіруге арналған алдын ала Аналогты түрлендіргіштер бар болғандықтан, жалпы жағдайда аспаптың құрылымдық схемасы сурет түрінде ұсынылады. Цифрлық өлшеу құралының құрылымдық сұлбасы қазіргі заманғы сандық аспаптарда секундына жүздеген және одан да көп түрлендірулер жасауға қабілетті анало-цифрлық түрлендіргіштер бар, бұл тез өтетін физикалық процестерді тіркеуге және зерттеу объектілерін ЭЕМ-мен оңай байланыстыруға мүмкіндік береді. Цифрлық аспаптар-Сандық деректер бойынша жұмыс істейтін техника эволюциясының жаңа сатысы. Көрнекілік үшін сол жағдайды қарастырайық-берілген өлшемдер бойынша кесте салу керек. Құрал теңдеуді құрастырмайды, ол кестені ұсақ бөліктерге бөлшектейді және әрбір бөлік үшін белгілі деректер бойынша координаттарды есептейді. Содан кейін аспап алынған координаттар бойынша әрбір бөлікті құрастырады және мұндай бөліктердің үлкен саны болғандықтан, олар үздіксіз кестені ұсынады. Сандық техника осылай жұмыс істейді.
Аналогтық цифрлық сигналдың алдында цифрлық Аспаптардың негізгі артықшылықтары, өзінің электрлік қасиеттері бойынша (сонымен қатар үндік сигналмен мысал ретінде), аналогтық сигналға қарағанда, ақпаратты берудің үлкен өткізу қабілеті бар. Сондай-ақ, сандық сигналдарды аналогтық сигналға қарағанда, берілетін сигналдың сапасын төмендетпей, үлкен қашықтыққа беруге болады. Мысалы, 1 және 0 ретпен берілетін үздіксіз дыбыстық сигнал беру кезінде шу 1 және 0 сәйкестендіруді болдырмау үшін жеткіліксіз болған жағдайда қатесіз қалпына келтірілуі мүмкін. Музыка сағаты 6 млрд.екілік разрядтарды пайдалана отырып, компакт-дискіде сақталуы мүмкін. Бұл соңғы уақытта, берілетін ақпараттың үлкен өсуін (теле-, радиоарналардың санын арттыру, телефон абоненттерінің санын арттыру, Интернет желісінің жылдамдығын және Интернетті пайдаланушылар санын арттыру) ескере отырып, әсіресе өзекті болып табылады. Сандық жүйелерде ақпаратты сақтау аналогтық жүйелерден оңай. Цифрлық жүйелердің бөгеуілге төзімділігі деректерді зақымдамай сақтауға және алуға мүмкіндік береді. Аналогтық жүйеде қартаю және тозу жазылған ақпаратты нашарлатуы мүмкін. Сандық, жалпы кедергілер белгілі бір деңгейден аспайынша, ақпарат дәл қалпына келтірілуі мүмкін. Компьютердегі сандық жүйелерді бағдарламалық құралды ауыстырусыз жаңа функцияларды қосу арқылы басқаруға болады. Жиі бұл қарапайым бағдарламалық өнімді жаңарту арқылы өндіруші зауыттың қатысуынсыз жасалуы мүмкін. Бұл функция өзгермелі талаптарға жылдам бейімделуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, аналогтық жүйелерде мүмкін емес немесе жүзеге асырылатын, бірақ өте жоғары шығындармен ғана күрделі алгоритмдерді қолдану мүмкін. Сандық теледидар сигналын беру кезінде, телекөрермендер нашар қабылдағанда аналогтық сигналда болған сияқты "сурет снежит" сияқты ақауды көрмейді. Телеарналардың сандық бағдарламасында суреттің сапасы жақсы болуы мүмкін, немесе егер қабылдау нашар болса (яғни, немесе Иә, немесе жоқ) суреттер мүлдем болмайды. Телефон сөйлесулерінің сандық берілісіне келетін болсақ, мұнда, жақсы сапамен шепот та, төменгі тон да, жоғары да дауыс те берілуі мүмкін, және мұнда телефон абоненттері қай қашықтықта да маңызды емес. Сандық техника әрқашан Аналогты дәлдіктен асып түсті. Мысалы, аналогтық және сандық диктофондарды салыстырамыз. Дауыстық ақпаратты жазу қажет болған жағдайда, Сандық аспап тапсырманы жақсы аналогтық. Бұл жазба ретінде байқалады. Себебі, аналогтық диктофон ақпаратты дәл түсірмейді, жазбаға Шу басылады, ал цифрлы қажетсіз шуды түсіреді, тиісінше дыбыс шындыққа ұқсас болады. Сандық техника шағын. Аспаптар сандарды қосу және азайту операцияларын жүргізуге қабілетті микросхемаларда салынған, осыдан кіші өлшемдер де. Қазіргі заманғы аспаптардың деректері аналогтық компьютерлермен салыстырғанда тез өңделеді. Әрине, аналогтық деректер да компьютерге орналастырылуы мүмкін, бірақ оны алдын ала "өзінің" сандық тіліне аудару қажет. Сандық техника үнемді және ұзақ қызмет етеді. Микросхемалар аз энергия тұтынады және ұзақ уақыт жарамды жұмыс істей алады, ал механикалық техника тез істен шығады. Сондай-ақ, сандық аспаптар мақтана алады: ·аз қателік. Аналогтық аспаптардың дәлдігі өлшеуіш түрлендіргіштердің қателіктерімен, өлшеу механизмдерінің қателіктерімен, шкала және т. б. қателіктерімен шектеледі. ·жоғары жылдам әрекет ету (уақыт бірлігіндегі Өлшем Саны); уақыт өзгеретін шамаларды өлшеу кезінде жылдам әрекет маңызды рөл атқарады. Егер көрсететін приорлар үшін жоғары жылдамдық талап етілмесе, өйткені олармен жұмыс істейтін оператордың мүмкіндіктері шектеулі болса, онда керісінше, жылдам әрекет ету талабы сандық аспаптар жиі қосылатын ЭЕМ көмегімен ақпаратты өңдеу кезінде маңызды болады. Өлшеудің нәтижесін есептеудің субъективті қателігінің болмауы - адамның көру ерекшеліктерімен байланысты субъективті қателіктердің, Параллакстың салдарынан, көздің рұқсат ету қабілетіне байланысты.
Сандық сүзгі - осы сигналдың белгілі бір жиілігін бөлу және немесе басу мақсатында сандық сигнал өңделетін кез келген сүзгі электроникада. Цифрлық сүзгішке қарағанда аналогтық сигналмен жұмыс істейді, оның қасиеттері белгісіз, сәйкесінше беріліс функциясы оның элементтерінің ішкі қасиеттеріне байланысты. Аналогтық сүзгілердің алдында сандық сүзгілердің артықшылықтары: ·жоғары дәлдік (аналогтық сүзгілердің дәлдігі элементтерге рұқсатнамалармен шектелген). Тұрақтылық (аналогтық сүзгіге қарағанда беріліс функциясы элементтердің дрейфіне байланысты емес). Теңшеу икемділігі, өзгерту жеңілдігі. Ықшамдық-өте төмен жиілікке ұқсас сүзгі (Герц үлесі, мысалы) өте үлкен конденсаторлар немесе индуктивтерді қажет етеді · Сонымен қатар, жоғары жиілікті сигналдармен жұмыс істеу қиындығы да бар. Жиіліктер жолағы сигналды дискретизациялау жиілігінің жартысына тең Найквист жиілігімен шектеледі. Сондықтан жоғары жиілікті сигналдар үшін аналогты сүзгілер қолданылады, немесе жоғары жиіліктерде пайдалы сигнал жоқ болса, алдымен Аналогты сүзгінің көмегімен жоғары жиілікті құрамдастарды басады, содан кейін цифрлық сүзгімен сигналды өңдейді. Нақты уақыттағы жұмыстың қиындығы-есептеулер дискреттеу кезеңі ішінде аяқталуы тиіс. Үлкен дәлдік және жоғары жылдамдықты сигналдарды өңдеу үшін қуатты процессор ғана емес, сонымен қатар қосымша, мүмкін қымбат, жоғары дәлдікті және жылдам Аналогты-сандық түрлендіргіштер түрінде аппараттық қамтамасыз ету қажет.
Аналогты-сандық түрлендіргіш әдетте, аналогты-сандық түрлендіргіш-кернеуді екілік сандық кодқа түрлендіретін электрондық құрылғы. Дегенмен, сандық шығымы бар кейбір электрондық емес құрылғыларды, мысалы, бұрыштық код түрлендіргіштердің кейбір түрлерін осы түрге жатқызу керек. Қарапайым бір реттік екілік түрлендіргіш-компаратор. АСТ рұқсаты - аналогтық сигнал шамасының ең аз өзгеруі, ол осы құралмен түрлендірілуі мүмкін-оның разрядтығымен байланысты. Шуды есепке алмағанда бірлі-жарым өлшеу жағдайында рұқсат тікелей түрлендіргіштің разрядтығымен анықталады. АСТ разрядтылығы дискретті мәндердің санын сипаттайды, ол түрлендіргіш шығуда бере алады. "екілік аспаптарымен өлшенеді биттік, үш өлшемді - үштік. Мысалы, екілік 8 биттік түрлендіргіш 256 Дискреттік мәндерді (0...255) бере алады, өйткені . Үштік 8 биттік 6561 дискретті мәнді бере алады, өйткені . Түрлендіру жиілігі әдетте секундына есептерде көрінеді. Қазіргі АСТ 24 битке дейін разрядтылығы және секундына миллиард операцияға дейін түрлендіру жылдамдығы болуы мүмкін (әрине, бір мезгілде емес). Жылдамдық пен разрядтық жоғары болған сайын, қажетті сипаттамаларды алу қиынырақ, соғұрлым қымбат және күрделі түрлендіргіш. Түрлендіру жылдамдығы мен разрядтылығы бір-бірімен белгілі бір жолмен байланысты және біз тиімді түрлендіру разрядтылығын арттыруға болады. Кванттау шуы-аналогтық сигналды цифрлау кезінде пайда болатын қателер. Аналогтық-цифрлық түрлендірудің түріне байланысты сигналдың дөңгелектенуі (белгілі бір разрядқа дейін) немесе сигналдың кесілуі (төменгі разрядтардың тасталуы) салдарынан пайда болуы мүмкін. 1% қателігі бар 100 кГц жиіліктегі синусоидалды сигналдың дискретизациясын қамтамасыз ету үшін АСТ түрлендіру уақыты 25 нс тең болуы тиіс. Сонымен қатар, осындай тез әрекет ететін АСТ көмегімен 20 МГц спектрінің ені бар сигналдарды дискретизациялауға болады. Осылайша, аспаптың көмегімен дискреттеу АСТ-ның жылдам әрекеті мен дискреттеу кезеңі арасындағы талаптардың Елеулі айырмашылығына әкеледі. Бұл айырмашылық 2...3 ретті жетуі мүмкін және дискретизация процесін қиындатады, себебі тар жолақты сигналдар үшін де жылдам әсер ететін түрлендіргіштерді талап етеді. Сонымен қатар, бұл сигналдардың салыстырмалы кең классы тез өзгеретін сигналдар үшін бұл мәселені апертуралық уақыты аз таңдау-сақтау құрылғыларының көмегімен шешеді.
90-жылдардың соңынан бастап сандық және аналогтық көшіру кең форматты көшіру аппараттары мен инженерлік жүйелер нарығында аналогтық техникадан цифрлық жүйеге көшудің нақты үрдісі байқалады. Қазіргі уақытта көптеген өндірушілер өз өнімдерін түрлендірді. Олардың көпшілігі аналогтық көшірме аппараттарын шығарудан толықтай бас тартты. Сандық техникаға көшу үрдісі мүлдем түсінікті. Біріншіден, уақыт өте келе, бәсекеге қабілетті болғысы келетін көптеген кәсіпорындар құжат айналымын электрондық түрге аудару міндеттерін шешеді. Екіншіден, серіктестер мен тапсырыс берушілердің көзінше кәсіпорынның имиджін анықтайтын құжаттардың сапасына қойылатын талаптар артады. Осыған байланысты көпфункционалды цифрлық техника ең алдымен цифрлық және аналогты көшіру принциптерінің өзіне негізделген аналогтық техниканың алдында елеулі артықшылығы бар.
Сандық техника құжаттарды көшіріп қана қоймай, сонымен қатар компьютерден файлдарды басып шығару, түпнұсқаларды сканерлеу және оларды электрондық түрге аудару мүмкін, мысалы, электрондық мұрағатта сақтау үшін. Аналогты аппараттар тек көшіре алады.
Сандық техника жоғары сапалы көшірмелерді алуға мүмкіндік береді, өйткені аппараттық жадында сканерленген файлды сандық өңдеуге болады. Мұндай мүмкіндікті ең пайдалы қолдану - синек көшіргенде фонды тазалау. Сонымен қатар, сандық аппараттар фоторежимдегі жұмысты қолдайды және сұр және жартылай тонның реңктерін сапалы түрде береді. Түрлі-түсті кескіндерді көшіргенде, сандық аппараттар түрлі түстерді сұр реңктермен басып шығара алады. Оған қоса, сандық техника фотобарабанға түпнұсқадан шағылысқан жарық беретін оптиктерді пайдаланбайды. Аналогтық аппараттарда бұл оптика үнемі күтуді талап етеді, өйткені шаңдану, бұл да іздердің сапасына әсер етеді. Кең функционалдылық түпнұсқаны сандық өңдеу көшірмелердің сапасын жақсартуға ғана емес, сондай-ақ түпнұсқаны түрлендіруге мүмкіндік береді, мысалы, масштабтау, инверсияны қолдану, негатив және т. б.
Сандық техниканың жоғары сенімділігі оптика мен жарық шамдарының жоқтығымен ғана емес, оны үнемі өзгерту қажет, сонымен қатар тираждаудың басқа да тәсілдерімен байланысты · Аналогтық аппаратта тираж жасау кезінде түпнұсқаны сканерлеу бағытында созып қана қоймай, келесі көшірменің алдында бастапқы қалпына келтіру қажет. Сандық аппарат түпнұсқаны бір рет созады, оны есте сақтайды және одан әрі тиражды жасайды, көшірмені жадыдан басып шығарады.
Сандық және аналогты музыкалық жабдықтар біздің заманымызда цифрлық технологиялардың аналогтылықпен салыстырғанда цифрлық аппараттық ресурстардың қаншалықты ыңғайлы екені туралы ойлануды тоқтатты. Негізінде, аналогтық құрал-жабдықтардан цифрлық құрал-жабдықтардан ауыса бастағанда, жұмыстың ыңғайлылығы, техникалық артықшылықтары және керісінше, аналогтық құрал-жабдықтардан бұрын сандардың кемшіліктері тақырыбына пікірталастар өте көп болды. Бірақ қазір уақыт өте келе бұл мәселе түрлі дыбыс жазу студияларында да, клубтарда да кездеседі. Цифрлық жабдықтың аналогтық алдында қандай артықшылықтары бар? Алдымен дыбысты цифрлау қандай қағидаттарға сүйенетіні туралы қысқа. Аналогтық дыбысты цифрларға түрлендіру үшін аналогтық-сандық түрлендіргіштер бар, дәл осы құрылғылар үздіксіз аналогтық сигналды жеке сандардың бірізділігіне түрлендіре алады, яғни оны дискретті етеді. Түрлендіру келесідей болады: сандық құрылғы секундына бірнеше рет аналогтық сигналдың амплитудасын өлшейді және бұл өлшеулердің нәтижелерін тікелей сандар түрінде береді. Бұл ретте, өлшеу нәтижесі үздіксіз электр сигналының дәл аналогы болып табылмайды. Сәйкестік толықтығы өлшеу санына және олардың дәлдігіне байланысты. Өлшеу жүргізілетін жиілік дискредитация жиілігі деп аталады, ал амплитуданы өлшеу дәлдігі өлшеу нәтижесін көрсету үшін қолданылатын бит санын көрсетеді. Бұл параметр разрядтылық бар.
Сонымен, аналогтық сигналды цифрларға түрлендіру екі кезеңнен тұрады: уақыт бойынша дискредиттеу және амплитудасы бойынша кванттау (теңестіру). Уақыт бойынша дискредиттеу сигнал тең уақыт аралығынан кейін алынған өзінің есептерінің (сэмплдарының) жанында берілгенін білдіреді. Мысалы, дискредиттеу жиілігі (жиі атауы эмплирлеу жиілігі қолданылады) 44,1 кГц-ке тең, бұл сигнал 44100 секунд ішінде рет өлшенетінін білдіреді. Әдетте, аналогтық сигналды цифрлық (цифрлау) түрлендірудің бірінші кезеңінде негізгі сұрақ аналогтық сигналдың дискредитация жиілігін таңдаудан тұрады, себебі түрлендіру нәтижесінің сапасы осыған байланысты. Адам еститін жиілік диапазоны 20-дан 20000 Гц-ға дейін, ал аналогтық сигналды оның есептеулері бойынша дәл қалпына келтіру үшін дискредиттеу жиілігі ең жоғары дыбыстық жиіліктен кем дегенде екі есе артық болуы тиіс. Осылайша, егер бұдан әрі сандық нысанға түрлендірілетін нақты аналогтық сигнал 0 кГц-тен 20 кГц-ке дейінгі жиіліктік компоненттерден тұратын болса, онда мұндай сигналдың дискредиттеу жиілігі 40 кГц-тен кем болмауы тиіс. Дискредитация процесінде аналогтық дыбыстың жиілік спектрі айтарлықтай өзгерістерге ұшырайды. Дискредиттеуден кейін салыстырмалы төмен жиілікті бастапқы аналогтық сигнал әртүрлі амплитудасы бар және бірнеше мегагерцке дейін өте кең спектрі бар өте тар импульстердің тізбекті уақытша қатары болып табылады. Сондықтан, бастапқы аналогтық сигналдың спектрі айтарлықтай кең. Демек, қорытынды: ең орынды цифрлау жоғары жиіліктегі дискредиттеу және жоғары разрядтылықпен жүреді. Аналогтық жабдықтың жұмыс істеу принциптері электр тізбегіндегі сигналдың үздіксіздігіне құрылады. Технология өндірісінің аналогтылардан цифрларға көшуінің себебі ең алдымен дыбысталу сапасын арттыру, сақтау, сондай-ақ жұмыс процесін автоматтандыру қажеттілігі болды. Бірақ, цифрлау процесінен кейін бастапқы сигналды қысу себебі бойынша компакт-диск винилдің жалпы дыбысының сапасымен кемеді, себебі fналогты жазу кезінде түпнұсқалық сигнал жиілігінің диапазоны ешқандай өзгерістерге ұшырамайды (Шу басуға қатысты, бұл ойнатқыштардағы инелерге де байланысты). Сондықтан мамандар винил компакт-дискілерді дыбыстайды.
Сандық аспаптардың кемшіліктері жаппай өндіріс кезінде өте маңызды болуы мүмкін сандық техниканың кемшіліктеріне тағы бір сөз бөлгім келеді. Кейбір жағдайларда сандық схемалар бір тапсырманы орындау үшін аналогтық энергиядан көп жылу бөліп, сұлба күрделілігін арттырады, мысалы, кулер қосу арқылы. Бұл батареялардан қоректенетін портативті құрылғыларда оларды пайдалануды шектеуі мүмкін. Мысалы, ұялы телефондар базалық станциядан радиосигналдарды күшейту және реттеу үшін аз қуатты Аналогты интерфейсті жиі пайдаланады. Дегенмен, базалық станция энергияны қажетсінетін, бірақ өте икемді бағдарламалық-анықталатын радиожүйені пайдалана алады. Мұндай базалық станцияларды ұялы байланыстың жаңа стандарттарында қолданылатын сигналдарды өңдеу үшін оңай бағдарламалауға болады.
Сандық схемалар кейде аналогтардан қымбат.
Сондай-ақ аналогтық сигналды сандық сигналға түрлендіру кезінде ақпаратты жоғалту мүмкін. Математикалық түрде бұл құбылыс дөңгелектеу қатесі ретінде сипатталуы мүмкін. Кейбір жүйелерде бір сандық деректер фрагменті жоғалған немесе бүлінген кезде үлкен деректер блоктарының мағынасы толық өзгеруі мүмкін.
1.2 Суреттерді сығу және компрессия әдістері
Графикалық деректер, әсіресе растрлық файлдар, дискілік кеңістіктің үлкен санын алады. Мысалы, 300 нүктені дюймге шешкенде CMYK түсті моделіндегі А4 форматындағы растрлық сурет 30 мегабайт дискілік кеңістікті алады. Жақсы, егер файл бір, және сіздің жарияланым басқа суреттерді пайдаланбаса (бұл өте екіталай). Мысалы, форматтағы А2 картиналарының репродукциялық галереясын жасаған кезде түбіріндегі жағдай өзгереді, бұл ретте ол екі жағынан түсірілген 100 параққа қиындықпен ұмтылады. Ең қарапайым есептерде (әр парақтың 120 мегабайт х 100 парақ х 2 жағы), бұл форматтағы растрлық кескіндер, мұндай парақтардың саны 24 гигабайт дискілік кеңістікті алады. Мұндай жарияланымды неге сақтайсыз ? Ал енді сізде бірнеше Тапсырыс беруші бар екенін елестетіп көріңізші, және олардың әрқайсысының жұмысы бірнеше рәсімдеу нұсқасында сақталады, сонымен қатар, тапсырыстардың көпшілігі үшін Сіз орындалған жобаны Тапсырыс беруші қалаған жағдайда барлығын түбірімен және түбегейлі өзгерту үшін оның дайындығының әртүрлі сатыларында сақтадыңыз, сіз мұны тез орындай аласыз. Әрине, бұл деректерді сақтау өте қиын болады. Сондықтан да, сондай-ақ, дискілік кеңістік әдетте өте қымбат (сандық ақпаратты сақтауға арналған құрылғылар үнемі арзанырақ болуына қарамастан, олар көп уақыт талап етіледі, бұл аз капитал салымдарын талап етеді), әртүрлі түрдегі, соның ішінде графикалық деректерді қысудың көптеген әдістері ойлап тапты. Ең көп таралған және кеңінен пайдаланылатын туралы біз қазір сөйлесеміз. Ең басында кескіндерді қысудың қолданыстағы әдістерін екі шартты санатқа - мұрағаттау (қысу) және компрессия (айырбастау) деп бөлеміз. Бұл жолдар арасындағы айырмашылық, екіншісі бастапқы сақталған суретті толық қалпына келтіруді білдірмейді. Бірақ деректер компрессиясының алгоритмі қандай болса да, онымен жұмыс істеу үшін файлды талдау және тарқату қажет, яғни деректерді жылдам өңдеу үшін бастапқы қапталмаған түрге қайтару қажет (әдетте бұл пайдаланушы үшін мөлдір болады). Төменде біз қысу жолдарын қарастырамыз.
Деректерді азайту тәсілінде бағдарлама қысылатын деректерде, деректердің кейбір бірдей тізбектерінің бар болуын талдайды және қайталанатын фрагменттің орнына осындай бұрынғы сілтемені жазып (кейінгі қалпына келтіру үшін), оларды алып тастайды. Мұндай бірдей тізбектер бір түсті пикселдер, қайталанатын мәтіндік деректер немесе осы деректер массивінің шеңберінде бірнеше рет қайталанатын артық ақпарат болуы мүмкін. Мысалы, қатаң бір түсті (мысалы, сұр) төсеніштен тұратын растрлық файл құрылымында қайталанатын фрагменттер өте көп.
Деректер компрессиясы (айырбастау) - бастапқы графикалық деректердің толық қалпына келтірілуіне кепілдік бермейтін деректерді сақтау тәсілі (кейде тіпті мүмкін). Бұл әдіс деректерді сақтау, әдетте, Графикалық ақпарат түпнұсқамен салыстырғанда сәл "бұзылады", бірақ бұл бұрмалаулар оларды аз мағынада басқаруға және елемеуге болады. Әдетте, сақталған файлдар осы сақтау әдісін пайдалана отырып, қарапайым аривациялармен (қысумен) сақталған файлдардан әлдеқайда аз дискілік кеңістікті алады. Екінші қысу әдісін пайдалану кезінде компрессияның күшті дәрежесі және осы тәсілге деректерді сақтауға құқық береді (әйтпесе барлық жерде қысу шығынсыз қолданылады). Әдетте, Компрессияны пайдалана отырып, деректерді сақтау кезінде шығу файлының мөлшері мен оның сапасы арасында ымыраға келу мүмкіндігі бар. Бір параметр бойынша оңтайландыру болуы мүмкін (аз сапада, Шығыс файлдың аз көлемінде және керісінше).
Төменде деректерді қысудың кейбір алгоритмдері, олардың артықшылықтары мен кемшіліктері, сондай-ақ оларды қолданудың оңтайлы аясы (яғни осы қысу әдісін қолдану жақсы болатын сурет түрлері) қарастырылады.
Алдымен бастапқы файлдарға өзгерістер енгізбейтін және деректерді толық қалпына келтіруге кепілдік беретін бірнеше деректерді қысу алгоритмдерін қарастырайық.
RLE (Run - length encoding) - бір байттың бірдей бірізділігі қайталанатын байтты (немесе байттардың бүтін тізбегін) және бастапқы деректердегі оның қайталану санын бір рет еске түсірумен алмастырылатын деректерді қысу әдісі. Мысалы, түр жолағы 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 кескіннің сандық көрінісі бірдей түсті үлкен учаскелері бар болған жағдайларда қысудың бұл түрі қолданылады. Негізінен, бұл қысу түрі Bitmap түс моделінде сақталған монохромды суреттер үшін қолданылады,онда деректерді пайдаланып қысу кезінде ең жақсы нәтижелерге қол жеткізуге болады. Басқа деректер түрлерін қысу үшін (соның ішінде, графикалық емес) алгоритм қолданылады, бірақ тиімділігі аз, өйткені қысылған деректер қарапайым қайталанатын құрылым болуы тиіс). Бұл алгоритм оның салыстырмалы қарапайымдылығында тағы бір маңызды артықшылығы бар ,бұл осы форматтан орауды және осы форматқа орауды жылдам жүргізуге мүмкіндік береді (есіңізде болсын, оларды өңдеу үшін барлық графикалық деректер алдын ала оралуы тиіс, ал кез келген компрессия немесе мұрағаттау негізінен файлды уақытша немесе тұрақты сақтау үшін қолданылады). Негізінде, осы күрделі емес алгоритмнің негізінде біз төменде қарайтын графикалық деректерді қысудың неғұрлым жетілдірілген және неғұрлым күрделі (сондай-ақ аз жылдам) әдістері жұмыс істейді. Бұл графикалық фандарды қысу әдісі PSD, BMP және басқа файлдарға қолданылады.
CCITT Group 3, CCITT Group 4-Bitmap түс моделінде сақталған бір биттік суреттермен жұмыс істейтін графикалық деректерді қысудың екі ұқсас әдісі. Деректер тізбектерінің қайталанатын тізбектерін (алдыңғы қысу түрі сияқты, RLE) бастапқы суреттен іздеу және алып тастау негізделген. Бұл алгоритмдер тек растрлік графикалық ақпаратты орауға бағытталған, өйткені суретте жеке пикселдер қатарларымен жұмыс істейді. Бастапқы алгоритм байланыстың факсимильді жүйелері (CCITT Group 3) арқылы берілетін деректерді қысу үшін әзірленген, ал деректерді мұрағаттаудың осы әдісінің (CCITT Group 4) неғұрлым жетілдірілген түрі неғұрлым жоғары қысу дәрежесі бар монохромды суреттерді жазу үшін жарамды. Алдыңғы алгоритм сияқты, ол, негізінен, үлкен бір түсті суреттерді қысу үшін жарамды. Оның артықшылығы - орындау жылдамдығы, ал кемшілігі-графикалық деректерді компрессия үшін қолдану шектеулілігі (барлық деректер осылайша тиімді қысылмайды). Бұл графикалық фандарды қысу әдісі PDF, PostScript (инкапсуляцияланған нысандарда) және басқа файлдарда қолданылады.
LZW (Lemple-Zif-Welch) - деректерді жою және "мұрағат"өлшемін азайту үшін деректердің бірдей тізбектерінің бастапқы файлында іздеу және ауыстыруға негізделген деректерді қысу алгоритмі. Алдыңғы қаралған қысу әдістеріне қарағанда, бұл жағдайда деректерді қысудың үлкен дәрежесіне жету үшін, қысылған мазмұнды "зияткерлік" көп көру жүргізіледі. Бұл қысу түрі бастапқы графикалық файлға бұрмалаулар енгізбейді, және кез келген түрдегі растрлық деректерді - монохромды, қара - ақ немесе толық түсті өңдеуге жарамды. Ең жақсы нәтижелер бірдей түсті үлкен аймақтармен немесе қайталанатын бірдей құрылымдармен кескіндерді компрессия кезінде алынады. Бұл әдіс бастапқы файлдарда жоғалтулар немесе бұрмалаулар толық болмаған кезде графикалық деректерді қысудың басқа қолданыстағы әдістерінің арасында ең жақсы қысу дәрежелерінің біріне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл графикалық фандарды қысу әдісі TIFF, PDF, GIF, PostScript (инкапсуляцияланған нысандарда) және т.б. файлдарда қолданылады.
ZIP-PKZIP мұрағаттаудың танымал алгоритмінде қолданылған әдіске ұқсас деректерді қысу әдісі. Сығу әдісінің негізіне LZW ұқсас әдіс алынды. Деректерді қысудың алдыңғы әдісі сияқты, бұл әдіс бастапқы файлға бұрмалаулар енгізбейді, және бірдей бір түсті немесе қайталанатын облыстары бар графикалық деректерді өңдеу үшін ең жақсы қолайлы. Бұл графикалық фандарды қысу әдісі PDF, TIFF және кейбір басқа файлдарда қолданылады.
Ал енді бастапқы файлдарға өзгерістер енгізетін деректерді түрлендірудің алгоритмдері мен әдістерін қарастырайық, бұл ретте графикалық кескіндерді ораудың жоғары дәрежесін көрсетеді.
JPEG ( Joint Photographic Experts Group) - жартылай тонды және толық түсті суреттерді сақтау үшін қолданылатын әдіс, ең жоғары қысу дәрежесіне және шығу файлының ең төменгі өлшеміне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Әр түрлі түстерді адам көзімен қабылдау ерекшелігіне негізделген және есептеу тұрғысынан өте үлкен, өйткені процессорлық уақыт көп алады. Файл бірнеше кезеңде кодталады. Біріншіден, сурет одан әрі талдау үшін бірнеше түсті арналарға бөлінеді. Содан кейін, сурет топтарға бөлінеді, әр топтағы 64 пиксельден, келесі өңдеу үшін көлемі 8х8 пиксель болатын төртбұрышты кескіндер. Содан кейін пикселдердің түсі арнайы түрде кодталады, қайталанатын және артық ақпарат алынып тасталады, және де түстерді сипаттау кезінде түс құраушысына қарағанда жарқын көңіл бөлінеді, өйткені адам көзі нақты түс тонына қарағанда ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz