Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi nru moskva davlat elektron texnologiyalar instituti (TU)
Yüklə 71,61 Kb.
|
|
Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi NRU Moskva davlat elektron texnologiyalar instituti (TU) Telekommunikatsiya tizimlari kafedrasi Kurs ishi Kurs: Raqamli signallarni qayta ishlash Tayyorlagan shaxs: MP-29 guruh talabasi Eropanov V.N. Tekshirildi: Korneev V.I. Moskva 2011 yil Tarkib Kirish
2. Raqamli axborotning o'lchov birliklari 3. Raqamli axborotni uzatish 4. Raqamli axborotni kodlash va dekodlash 5. Matnli axborotni kodlash 6. Grafik axborotni kodlash 7. Audio axborotni kodlash Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati Kirish
Raqamli texnologiyalar atrofimizdagi dunyoni kundan-kunga ko'proq to'ldiradi va bu jarayon faqat vaqt o'tishi bilan tezlashadi. Bugungi kunda har birimizning kundalik hayotimizda juda ko'p turli xil raqamli qurilmalar mavjud bo'lib, ularning har biri o'ziga xos xususiyatlarga va xususiyatlarga ega, ularning ma'nosi har doim ham iste'molchiga ma'lum va tushunarli emas. Mutlaqo tanish bo'lgan ba'zi elektron qurilmalar, shuningdek, kompyuter dasturlari iste'molchi uchun qurilma va ishlash printsipi ko'zdan yashirilgan qandaydir qora qutilar bo'lib qoladi.
1. Axborot Avvalo shuni aytmoqchimanki, barcha raqamli texnologiyalar axborotni kodlash va uzatish usullariga asoslangan. Keling, raqamli axborot nima ekanligini, uning o'lchov birliklarini, raqamli axborotni kodlash va uzatish tamoyillarini batafsil ko'rib chiqaylik. "Axborot" atamasi lotincha informatio - tushuntirish, tushuntirish, xabardorlik so'zidan kelib chiqqan. Axborotni turlicha tasniflash mumkin va turli fanlar buni har xil usullarda amalga oshiradilar. Masalan, falsafada ob'ektiv va sub'ektiv ma'lumotlarni ajrating. Ob'ektiv ma'lumotlar tabiat va inson jamiyati hodisalarini aks ettiradi. Subyektiv ma'lumotlar odamlar tomonidan yaratiladi va ularning ob'ektiv hodisalarga qarashlarini aks ettiradi. Informatika fanida analog axborot va raqamli axborot alohida ko'rib chiqiladi. Bu juda muhim, chunki inson o'z his-tuyg'ulari tufayli analog ma'lumotlar bilan ishlashga odatlangan, kompyuter texnologiyalari esa, aksincha, asosan raqamli ma'lumotlar bilan ishlaydi. Inson ma'lumotni sezgi organlari orqali qabul qiladi. Yorug'lik, tovush, issiqlik energiya signallari, ta'm va hid esa kimyoviy birikmalarga ta'sir qilish natijasidir, ular ham energiya tabiatiga asoslangan. Inson energiya ta'sirini doimiy ravishda boshdan kechiradi va hech qachon ularning bir xil kombinatsiyasiga ikki marta duch kelmasligi mumkin. Bitta daraxtda ikkita bir xil yashil barglar va ikkita mutlaqo bir xil tovushlar yo'q - bu analog ma'lumot. Agar siz turli xil ranglarga raqamlar va turli tovushlarga eslatma bersangiz, analog ma'lumot raqamli ma'lumotga aylanishi mumkin. Musiqa, tinglanganda, analog ma'lumotni olib yuradi, lekin u qayd etilganda, u raqamli bo'ladi. Analog axborotning raqamli axborotdan farqi, birinchi navbatda, analog axborot uzluksiz, raqamli axborot esa diskretdir. Raqamli qurilmalarga shaxsiy kompyuterlar kiradi - ular raqamli shaklda taqdim etilgan ma'lumotlar bilan ishlaydi va lazerli kompakt disklarning musiqa pleyerlari ham raqamli hisoblanadi. 2. Raqamli axborotning o'lchov birliklari Bit axborotni ifodalashning eng kichik birligidir. Bayt axborotni qayta ishlash va uzatishning eng kichik birligidir. Axborotning o'lchov birligi bit (bit) deb ataladi - inglizcha binary digit so'zlarining qisqartmasi, ikkilik raqam degan ma'noni anglatadi. Kompyuter texnologiyasida bit axborot tashuvchining jismoniy holatiga mos keladi: magnitlangan - magnitlangan emas, teshik bor - teshik yo'q. Bunday holda, bir holat odatda 0 raqami bilan, ikkinchisi esa 1 raqami bilan belgilanadi. Ikki mumkin bo'lgan variantdan birini tanlash ham mantiqiy haqiqat va yolg'onni farqlash imkonini beradi. Bitlar ketma-ketligi matn, tasvir, tovush yoki boshqa ma'lumotlarni kodlashi mumkin. Axborotni ifodalashning bu usuli ikkilik kodlash deb ataladi. Informatika fanida bayt deb ataladigan miqdor ko'pincha ishlatiladi va 8 bitga teng. Va agar bit ikkita mumkin bo'lgan variantdan bittasini tanlashga imkon bersa, u holda bayt mos ravishda 256 dan 1 ni tashkil qiladi (28). Axborot miqdorini o'lchash uchun baytlar bilan bir qatorda kattaroq birliklar ham qo'llaniladi: 1 KB (bir kilobayt) = 2 10 bayt = 1024 bayt; 1 MB (bir megabayt) = 2 10 KB = 1024 KB; 1 GB (bir gigabayt) = 2 10 MB = 1024 MB. Masalan, kitob 100 sahifadan iborat; Har bir sahifaga 35 satr, har bir satrga 50 ta belgi. Kitobdagi ma'lumotlar hajmi quyidagicha hisoblanadi: Sahifada 35 x 50 = 1750 bayt ma'lumot mavjud. Kitobdagi barcha ma'lumotlarning hajmi (turli birliklarda): 1750 x 100 = 175 000 bayt. 175 000 / 1024 = 170,8984 KB. 170,8984 / 1024 = 0,166893 MB. 3. Axborotni uzatish Axborot xabarlar ko'rinishida ma'lum bir manbadan qabul qiluvchiga ular orasidagi aloqa kanali orqali uzatiladi. Manba uzatish xabarini yuboradi, u uzatish signaliga kodlangan. Ushbu signal aloqa kanali orqali yuboriladi. Natijada, qabul qiluvchida qabul qilingan signal paydo bo'ladi, u dekodlanadi va qabul qilingan xabarga aylanadi. Aloqa kanallari orqali ma'lumot uzatish ko'pincha axborotning buzilishi va yo'qolishiga olib keladigan shovqinlar bilan birga keladi. Har qanday hodisa yoki hodisa turlicha, turlicha, turli alifbolarda ifodalanishi mumkin. Axborotni aloqa kanallari orqali yanada aniqroq va tejamkor tarzda uzatish uchun uni mos ravishda kodlash kerak. Axborot moddiy tashuvchisiz, energiya uzatilmasdan mavjud bo'lmaydi. Kodlangan xabar kanal orqali o'tadigan axborot tashuvchisi signallari shaklini oladi. Qabul qilgichga etib borgandan so'ng, signallar dekodlash moslamasi yordamida yana tushunarli bo'lishi kerak. Axborotni ularning biridan manba, ikkinchisiga qabul qiluvchi deb ataladigan uzatish uchun mo'ljallangan qurilmalar, ob'ektlar yoki ob'ektlar majmui axborot kanali yoki axborot kanali deb ataladi. Masalan, telefon. Telefon uzatishda xabarning manbai karnaydir. So'zlarning tovushlarini elektr impulslariga o'zgartiradigan kodlash qurilmasi mikrofondir. Axborot uzatiladigan kanal telefon simidir. Qulog'imizga olib keladigan naychaning qismi dekodlash moslamasi sifatida ishlaydi (elektr signallari yana tovushlarga aylanadi). Ma'lumot "qabul qiluvchi qurilma" ga - simning boshqa uchidagi inson qulog'iga kiradi. Kanalga telefonlar (qurilmalar), simlar (obyektlar) va ATS uskunalari (qurilmalar) kiradi. Ushbu axborot kanalining o'ziga xos xususiyati shundaki, u tovush to'lqinlari shaklida taqdim etilgan ma'lumotga kirganda, u elektr tebranishlariga aylanadi va keyin uzatiladi. Bunday kanal axborot transformatsiyasiga ega kanal deb ataladi. Ammo bu analog ma'lumotni uzatishning namunasidir. Yana bir misol, lekin allaqachon raqamli ma'lumot - bu kompyuter. Uning ba'zi tizimlari signallar yordamida ma'lumotni bir-biriga uzatadi. Kompyuter - bu ma'lumotni qayta ishlash qurilmasi (mashina asbobi metallni qayta ishlash qurilmasi bo'lganidek), u "hech narsadan" ma'lumot yaratmaydi, balki unga kiritilgan narsalarni o'zgartiradi. Kompyuter axborotni konvertatsiya qiluvchi axborot kanalidir: axborot tashqi qurilmalardan (klaviatura, disk, mikrofon) keladi, ichki kodga aylantiriladi va qayta ishlanadi, tashqi chiqish qurilmasi (monitor, printer, dinamiklar) tomonidan qabul qilish uchun mos shaklga aylantiriladi. va boshqalar), va ularga o'tdi. 4. Raqamli axborotni kodlash va dekodlash Axborotni kodlash - axborotning ma'lum bir tasvirini shakllantirish jarayoni. Axborot ma'lumotni taqdim etishning dastlabki shaklidan saqlash, uzatish yoki qayta ishlash uchun qulay shaklga o'tishni amalga oshiradi. Dekodlash - ma'lumot ma'lumotlarning asl ko'rinishiga teskari o'tishni amalga oshirganda. Tor ma'noda "kodlash" atamasi ko'pincha saqlash, uzatish yoki qayta ishlash uchun qulayroq bo'lgan axborotni taqdim etishning bir shaklidan boshqasiga o'tish sifatida tushuniladi. Kompyuter faqat raqamli shaklda taqdim etilgan ma'lumotlarni qayta ishlashi mumkin. Boshqa barcha ma'lumotlar (tovushlar, tasvirlar, asboblar ko'rsatkichlari va boshqalar) kompyuterda qayta ishlash uchun raqamli shaklga aylantirilishi kerak. Qoida tariqasida, kompyuterdagi barcha ma'lumotlar nol va birliklar bilan ifodalanadi. Boshqacha qilib aytganda, kompyuterlar odatda ikkilik tizimda ishlaydi, chunki ularni qayta ishlash qurilmalari ancha sodda. Ikkita 0 va 1 raqamlari yordamida har qanday xabarni kodlash mumkin. Texnik amalga oshirishning soddaligi - signal bor yoki yo'qligi sababli muhandislarni ushbu kodlash usuli jalb qildi. Bu davlatlarni ajratish oson. Ikkilik kodlashning kamchiliklari uzoq kodlardir. Ammo texnologiyada kam sonli murakkab elementlarga qaraganda bir xil turdagi ko'p sonli elementlar bilan ishlash osonroq. Kodlash va dekodlashni ta'minlovchi qurilmalar mos ravishda kodlovchi va dekoder deb ataladi. Shaklda. 1-rasmda xabarni qayta kodlashda uzatish jarayoni, shuningdek, shovqin ta'siri tasvirlangan diagramma ko'rsatilgan. Guruch. 1. Xabarni manbadan qabul qiluvchiga uzatish jarayoni Hozirgi vaqtda kompyuterda axborotni kodlash va dekodlashning turli usullari mavjud. Usulni tanlash kodlash kerak bo'lgan ma'lumotlar turiga bog'liq: matn, raqam, grafik tasvir yoki ovoz. Raqamlar uchun, bundan tashqari, raqam qanday ishlatilishi muhim: matnda yoki hisob-kitoblarda yoki kiritish-chiqarish jarayonida. Kompyuterda axborotni kodlashning asosiy tamoyillarini ko'rib chiqing. axborot raqamli texnologiya kodlash 5. Matnli axborotni kodlash 60-yillardan boshlab, kompyuterlar matnli ma'lumotlarni qayta ishlash uchun tobora ko'proq foydalanilmoqda va hozirgi vaqtda dunyodagi ko'pgina shaxsiy kompyuterlar matnli ma'lumotlarni qayta ishlash bilan band. Bitta belgini kodlash uchun bir bayt axborot talab qilinadi. Har bir bit 1 yoki 0 qiymatini olishini hisobga olsak, biz 1 bayt yordamida 256 xil belgilarni kodlash mumkinligini olamiz. (28=256) Kodlash shundan iboratki, har bir belgi 00000000 dan 11111111 gacha (yoki 0 dan 255 gacha bo'lgan o'nlik kod) noyob ikkilik kod bilan belgilanadi. Belgiga ma'lum bir kodni tayinlash kod jadvali bilan belgilanadigan kelishuv masalasi bo'lishi muhimdir. Masalan, kompyuterda lotincha S harfini bosasiz.Bu holda kompyuter xotirasiga 01010011 kodi yoziladi.S harfini ekranga chiqarish uchun kompyuterda dekodlash amalga oshiriladi - uning tasviri shu binar yordamida quriladi. kod. Eslatma! Raqamlar ASCII standarti bo'yicha ikki holatda - kiritish-chiqarish paytida va matnda paydo bo'lganda kodlanadi. Agar raqamlar hisob-kitoblarda ishtirok etsa, ular boshqa ikkilik kodga aylantiriladi. 57 raqamini olaylik. Matnda foydalanilganda har bir raqam ASCII jadvaliga muvofiq o'z kodi bilan ifodalanadi. Ikkilik tizimda bu 00110101 00110111. Hisob-kitoblarda foydalanilganda, bu raqamning kodi ikkilik tizimga o'tkazish qoidalariga muvofiq olinadi va biz - 00111001 ni olamiz. 6. Grafik axborotni kodlash Grafik ma'lumotni chizma, chizma, fotosurat, kitobdagi rasm, televizor ekranidagi yoki kino zalidagi tasvirlar va boshqalar deb tushunish mumkin. Grafik ma'lumotni kodlashning umumiy tamoyillarini muhokama qilish uchun biz rasmni tanlaymiz. televizor ekrani grafik ob'ektning o'ziga xos, ancha umumiy holati sifatida. Bu tasvir bir qator gorizontal chiziqlar - chiziqlardan iborat. Va har bir satr, o'z navbatida, eng kichik tasvir birliklari - nuqtalardan iborat bo'lib, ular odatda piksellar deb ataladi (picsel - PICture'S Element - rasm elementi). Rangli displeydagi piksel turli xil ranglarga ega bo'lishi mumkin, shuning uchun har bir piksel uchun bitta bit etarli emas. 4 rangli tasvirni kodlash uchun har bir pikselga ikkita bit kerak bo'ladi, chunki ikkita bit 4 xil holatda bo'lishi mumkin. Masalan, ushbu rang kodlash opsiyasidan foydalanish mumkin: 00 - qora, 10 - yashil, 01 - qizil, 11 - jigarrang. RGB monitorlarida ranglarning barcha xilma-xilligi asosiy ranglarni - qizil (qizil), yashil (yashil), ko'k (ko'k) birlashtirib olinadi, ulardan siz 8 ta asosiy kombinatsiyani olishingiz mumkin:
Elementar tasvir birliklarining butun massivi rastr (lat. rastrum - rake) deb ataladi. Tasvirning tiniqlik darajasi butun ekrandagi chiziqlar soniga va har bir satrdagi nuqtalar soniga bog'liq bo'lib, ular ekranning aniqligini yoki oddiygina o'lchamlarini ifodalaydi. Chiziqlar va nuqtalar qancha ko'p bo'lsa, tasvir shunchalik aniq va yaxshi bo'ladi. 640x480 o'lchamlari etarlicha yaxshi deb hisoblanadi , ya'ni har bir satrda 640 nuqta va ekranda 480 chiziq. Tasvirni tashkil etuvchi chiziqlarni yuqoridan pastga qarab birin-ketin ko'rish mumkin, go'yo ulardan bitta uzluksiz chiziq hosil qiladi. Birinchi qatorni to'liq ko'rgandan so'ng, ikkinchisi, keyin uchinchisi, keyin to'rtinchisi va ekranning oxirgi qatorigacha ko'riladi. Chiziqlarning har biri piksellar ketma-ketligi bo'lganligi sababli, chiziqqa cho'zilgan butun tasvirni ham elementar nuqtalarning chiziqli ketma-ketligi deb hisoblash mumkin. Ko'rib chiqilayotgan holatda bu ketma-ketlik 640x480=307200 pikseldan iborat. Birinchidan, monoxrom tasvirni kodlash tamoyillarini ko'rib chiqaylik, ya'ni har qanday ikkita qarama-qarshi rang - qora va oq, yashil va oq, jigarrang va oq va hokazolardan iborat tasvirni kodlash. ranglar qora, ikkinchisi esa oq. Keyin tasvirning har bir pikseli qora yoki oq bo'lishi mumkin. Ikkilik kodni "0" qora rangga va "1" kodini oq rangga (yoki aksincha) belgilash orqali biz monoxrom tasvirning bir pikselining holatini bir bitda kodlashimiz mumkin. Va bir bayt 8 bitdan iborat bo'lganligi sababli, 640 nuqtadan iborat chiziq 80 bayt xotirani va butun tasvir uchun 38 400 baytni talab qiladi. Biroq, natijada olingan tasvir haddan tashqari kontrastli bo'ladi. Haqiqiy qora va oq tasvir faqat oq va qoradan ko'proq narsani o'z ichiga oladi. U juda ko'p turli xil oraliq soyalarni o'z ichiga oladi - kulrang, och kulrang, to'q kulrang va boshqalar. Agar oq va qoradan tashqari, faqat ikkita qo'shimcha gradatsiya ishlatilsa, masalan, ochiq kulrang va to'q kulrang, rang holatini kodlash uchun bir piksel , ikkita bit talab qilinadi. Bunday holda, kodlash, masalan, quyidagicha bo'lishi mumkin: qora - 002, quyuq kulrang - 012, ochiq kulrang - 102, oq - 112. Bugungi kunda juda real monoxrom tasvirlarni beradigan, bitta bayt yordamida bitta piksel holatini kodlash odatda qabul qilinadi, bu sizga 256 xil kulrang soyalarni butunlay oqdan to'liq qora rangga o'tkazish imkonini beradi. Bunday holda, 640x480 pikselli butun rastrni uzatish uchun 38 400 emas, balki barcha 307 200 bayt kerak bo'ladi. Tasvirni kompyuter xotirasiga yozishda alohida nuqtalar rangidan tashqari ko‘plab qo‘shimcha ma’lumotlarni yozib olish kerak bo‘ladi – rasm o‘lchami, nuqtalarning yorqinligi va hokazo. Barchasini kodlashning o‘ziga xos usuli. tasvirni yozishda talab qilinadigan ma'lumotlar grafik formatni tashkil qiladi. Tasvirni tashkil etuvchi har bir pikselning rangini uzatishga asoslangan grafik ma'lumotlarni kodlash formatlari rastr yoki BitMap formatlari (bit xaritasi - bitmap) sifatida tasniflanadi. Rastr tasvir - bu turli rangdagi nuqtalar (piksellar) yig'indisidir. Eng mashhur bitmap formatlari BMP, GIF va JPEG formatlaridir. Vektorli tasvir - bu grafik primitivlar yig'indisi (nuqta, segment, ellips...). Har bir ibtidoiy matematik formulalar bilan tavsiflanadi. Ilova muhitidan hasad kodlash. Rastrli grafikalar, aksincha, sezilarli kamchilikka ega - rastr formatlaridan birida kodlangan tasvir uning o'lchamining kattalashishi yoki kamayishiga juda yomon "toqat qiladi" - masshtablash. Ushbu operatsiyani tez-tez bajarish kerak bo'lgan muammolarni hal qilish uchun vektor grafikasi deb ataladigan usullar ishlab chiqilgan. Vektorli grafikada, pikselga asoslangan bitmap grafikadan farqli o'laroq, asosiy ob'ekt chiziqdir. Bunday holda, tasvir matematik, vektor usuli bilan tasvirlangan tekis yoki egri chiziqlarning alohida segmentlaridan, shuningdek, ulardan olinishi mumkin bo'lgan geometrik shakllar - to'rtburchaklar, doiralar va boshqalardan hosil bo'ladi. Adobe maxsus PostScript tilini ishlab chiqdi (plakat skriptidan - plakatlar, e'lonlar, plakatlar uchun skript), bu usullar asosida tasvirlarni tasvirlash uchun xizmat qiladi. Ushbu til bir nechta vektor grafik formatlari uchun asosdir. Xususan, siz PS (PostScript) va EPS formatlarini belgilashingiz mumkin, ular vektor va bitmap tasvirlarni, shuningdek, turli xil matn shriftlarini tavsiflash uchun ishlatiladi. Ushbu formatlarda yozilgan tasvirlar va matnlar eng mashhur dasturlar tomonidan qabul qilinmaydi, ularni faqat maxsus apparat va dasturiy ta'minot yordamida ko'rish va chop etish mumkin. Shunday qilib, ekrandagi har qanday grafik tasvirni raqamlar yordamida kodlash mumkin, har bir pikselda qizil rangning nechta ulushi bor, qancha yashil va qancha ko'k. 7. Audio axborotni kodlash Ovozli ma'lumotni kodlash usullarini ishlab chiqish, shuningdek, harakatlanuvchi tasvirlar - animatsiya va video yozuvlar yuqorida muhokama qilingan ma'lumotlar turlariga nisbatan kechikish bilan sodir bo'ldi. Kompyuter raqamli qurilma, ya'ni elektron qurilma bo'lib, unda ishchi signal diskret signaldir. Hozirgi kompyuterlar shartli ravishda "ha" va "yo'q" deb belgilangan ikkilik qiymatlarni o'z ichiga olgan diskret signallarda ishlaydi (elektr darajasida: 0 volt va V volt, V ning nolga teng bo'lmagan qiymati uchun). Bir qadamda bitta ikkilik signal bilan faqat ikkita pozitsiyadan biri uzatilishi mumkin: 0 ("ha") yoki 1 ("yo'q"). N ta ikkilik signallar yordamida bir qadamda 2 N pozitsiyadan biri haqida ma'lumot uzatish mumkin (2 N - N signallar uchun nollar va birliklar kombinatsiyasi soni). Kompyuterni tashkil etuvchi barcha bloklarning o'zaro ta'siri bir vaqtning o'zida bir yoki bir nechta ikkilik signallarni almashish va qayta ishlash orqali sodir bo'ladi. Hamma narsa - boshqaruv kodlari, shuningdek, qayta ishlangan ma'lumotlarning o'zi - hamma narsa kompyuterda raqamlar shaklida ifodalanadi. Shu sababli, raqamli uskunalardagi audio signallar ham raqamlar sifatida ifodalanadi. Xo'sh, raqamli shaklda analog audio signalni qanday tasvirlash mumkin? Haqiqiy audio signal - bu murakkab shakldagi tebranish, tovush to'lqini amplitudasining vaqtga bog'liqligi. Shaklda. 2 haqiqiy tovush to'lqinining grafigini ko'rsatadi. Guruch. 2 Haqiqiy tovush to'lqinining tasviri Kompyuterda ishlov berish uchun analog signal qandaydir tarzda ikkilik raqamlar ketma-ketligiga aylantirilishi kerak. Keling, quyidagi tarzda davom etaylik. Biz kuchlanishni muntazam ravishda o'lchaymiz va olingan qiymatlarni kompyuter xotirasiga yozamiz. Bu jarayon namuna olish (yoki raqamlashtirish) deb ataladi. Analog audio signalni raqamli shaklga aylantirish analog-raqamli konvertatsiya yoki raqamlashtirish deb ataladi. Transformatsiya jarayoni quyidagicha: ma'lum bir vaqt bosqichida analog signalning amplitudasini o'lchash - namuna olish, olingan amplituda qiymatlarini raqamli shaklda keyingi qayd etish - kvantlash. Vaqtli namuna olish jarayoni - bu namuna olish bosqichi deb ataladigan ma'lum bir vaqt bosqichi bilan aylantirilgan analog signalning oniy qiymatlarini olish jarayoni. Namuna olish tezligi (ya'ni, soniyada namunalar soni) qanchalik yuqori bo'lsa va har bir namunaga qancha bit ajratilsa, tovush shunchalik aniqroq ifodalanadi. Lekin bu audio fayl hajmini ham oshiradi. Shuning uchun, tovushning tabiatiga, uning sifatiga qo'yiladigan talablarga va egallagan xotira hajmiga qarab, ba'zi bir murosasiz qiymatlar tanlanadi. Bir soniyada amalga oshirilgan signal kattaligi o'lchovlari soni namuna olish tezligi yoki namuna olish tezligi yoki namuna olish tezligi (inglizcha "namuna" - "namuna" dan) deb ataladi. Shubhasiz, namuna olish bosqichi qanchalik kichik bo'lsa, namuna olish chastotasi shunchalik yuqori bo'ladi (ya'ni, amplituda qiymatlari qanchalik tez-tez qayd etiladi) va shuning uchun biz olgan signalni aniqroq ko'rsatish. Inson qulog'i qabul qilingan signalning gradatsiyasini sezmaydi. Bu erda biz quyidagi o'xshashlikni chizishimiz mumkin. Har bir inson kinoteatrda filmlarni tomosha qilgan va ekranda uning ko'z o'ngida uzluksiz, silliq harakat bo'lib turardi: Lekin aslida kino bu sekundiga 24 kadr tezlikda aylanib yuradigan harakatsiz, diskret tasvirlar seriyasidir. Inson ko'zlari ba'zi inertsiya bilan ajralib turadiganligi sababli, ularni aldash oson, bu esa kino ijodkorlari tomonidan g'ayrioddiy tarzda mohirona qo'llaniladi. Bizning quloqlarimiz ham ma'lum darajada nomukammal va shunga o'xshash tarzda aldash mumkin bo'lgan doimiy analog signalni tez o'zgaruvchan lahzali kuchlanish qiymatlari ketma-ketligi sifatida ifodalash. Faqat filmdan farqli o'laroq, "ovoz ramkasi" ning o'zgarishi ming marta tezroq sodir bo'ladi. Signalning boshqa nomini to'liq maskalash uchun to'lqin shaklini tekislash uchun past o'tkazuvchan filtrlar qo'llaniladi. Endi har bir alohida amplituda qiymatini qayd etish uchun uni eng yaqin kvantlash darajasiga yaxlitlash kerak. Bu jarayon amplituda kvantlash deb ataladi. Ko'proq rasmiy ma'noda, amplitudani kvantlash - bu haqiqiy (o'lchangan) signal amplitudasi qiymatlarini ma'lum bir aniqlik bilan taxmin qilingan qiymatlar bilan almashtirish jarayoni . 2 N mumkin bo'lgan darajalarning har biri kvantlash darajasi deb ataladi va ikkita eng yaqin kvantlash darajasi orasidagi masofa kvantlash bosqichi deb ataladi. Signal qiymatlarini kvantlashtirish signal spektriga qo'shimcha shovqinni kiritadi, bu kvantlash shovqini yoki maydalash shovqini deb ataladi. Kvantlash shovqini (xato) qayta tiklangan raqamli va original audio signallari o'rtasidagi farq bo'lgan signaldir. Bu farq o'lchangan signal qiymatlarini yaxlitlashdan kelib chiqadi. Bunday holda, quyidagi qonuniyat bajariladi: kvantlash bit chuqurligi qanchalik baland bo'lsa, kvantlash shovqin darajasi shunchalik past bo'ladi (chunki har bir o'lchangan signal qiymatini kichikroq qiymatga yaxlitlash kerak). Kvantlash shovqinining tabiati shundayki, u cho'zilgan spektral mintaqaning kengligi namuna olish chastotasining qiymatiga proportsionaldir. Guruch. 3 Ovozni raqamlashtirish jarayoni Raqamlashtirishni amalga oshiradigan qurilma analog-raqamli konvertor (ADC) deb ataladi. Shu tarzda kodlangan tovushni qayta ishlab chiqarish uchun teskari konvertatsiyani amalga oshirish kerak (u raqamli-analog konvertor (DAC) tomonidan qo'llaniladi) va keyin paydo bo'lgan qadam signalini tekislash kerak. Guruch. 4 Ovoz to'lqinini kodlash va dekodlash jarayoni Ovozli ma'lumotni kodlashning tavsiflangan usuli juda universal bo'lib, u har qanday tovushni ifodalash va uni turli usullar bilan o'zgartirish imkonini beradi. Zamonaviy davrda hamma narsa zamonaviy raqamli texnologiyalarning hisoblash kuchiga tayanadi. Raqamlashtirishning aniqligi oshgani sayin, raqamli ma'lumotlar oqimining tezligi oshadi, protsessordagi hisoblash yuki ortadi va raqamli hisobotlarni saqlash uchun ko'proq xotira talab qilinadi. Jiddiy elektron muammolar ham mavjud. Kompyuter texnologiyalarining tez o'sishi bilan bir qatorda, yuqori namuna olish tezligi va bit chuqurliklaridan foydalanish mumkin bo'ladi. Raqamli audio yaxshi ovoz sifati, yuqori shovqinga chidamliligi va materialni saqlash va arxivlash qulayligi tufayli zamonaviy ovoz yozish sanoatida keng qo'llaniladi. Hozirgi vaqtda multimedia texnologiyalarida ovoz yozishda 8, 11, 22 va 44 kHz chastotalar qo'llaniladi. Shunday qilib, 44 kilogertsli namuna olish tezligi bir soniya uzluksiz tovushning qirq to'rt ming individual signal namunalari to'plami bilan almashtirilishini anglatadi. Namuna olish tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, raqamlashtirilgan tovush sifati shunchalik yaxshi bo'ladi. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, har bir alohida namunani ba'zi raqamlar to'plami bilan tavsiflash mumkin, keyin ularni qandaydir ikkilik kod sifatida ko'rsatish mumkin. Ovozni raqamli shaklga o'tkazish sifati nafaqat namuna olish tezligi, balki bitta namuna kodini yozish uchun ajratilgan xotira bitlari soni bilan ham belgilanadi. Ushbu parametr konvertatsiyaning bit chuqurligi deb ataladi. usullari (formatlari), shuningdek, ushbu usullarni amalga oshiradigan dasturlar mavjud. Eng mashhurlari MPEG-1 Layer I, II, III (oxirgisi - taniqli MP3), MPEG-2 AAC (kengaytirilgan audio kodlash), Ogg Vorbis, Windows Media Audio (WMA), TwinVQ (VQF), MPEGPlus. , TAC va boshqalar. Hozirgi vaqtda 8.16 va 24 bitlar keng tarqalgan. WAV (WAVeform-audio - audioning to'lqin shaklidan) audio kodlash formati yuqorida tavsiflangan printsiplarga asoslanadi. Ushbu formatdagi ovoz yozishni mikrofon, pleer, magnitafon, televizor va kompyuterga ulangan boshqa keng tarqalgan audio qurilmalardan olishingiz mumkin. Biroq, WAV formati juda ko'p xotira talab qiladi. Shunday qilib, namuna olish tezligi 44 kilogerts va bit chuqurligi 16 bit bo'lgan stereo tovushni yozishda - yaxshi ovoz sifatini ta'minlaydigan parametrlar - bir daqiqa yozish uchun taxminan o'n million bayt xotira talab qilinadi. WAV to'lqin formatiga qo'shimcha ravishda ovoz yozish uchun MIDI (Musiqa asboblari raqamli interfeysi) formati keng qo'llaniladi. Aslida, bu format musiqa sintezatori deb ataladigan ko'rsatmalar, buyruqlar to'plami - haqiqiy musiqa asboblari ovozini taqlid qiluvchi qurilma. Sintezatorning buyruqlari aslida notaning balandligi, uning ovozining davomiyligi, taqlid qilinayotgan musiqa asbobining turi va boshqalarni ko'rsatadi. Shunday qilib, sintezatorning buyruqlar ketma-ketligi musiqiy ohangning nota yozuviga o'xshaydi. . Siz faqat MIDI interfeysini qo'llab-quvvatlaydigan maxsus elektron musiqa asboblaridan MIDI formatida ovoz yozishni olishingiz mumkin. MIDI formati yuqori sifatli ovozni ta'minlaydi va WAV formatiga qaraganda ancha kam xotira talab qiladi. Eng keng tarqalgan format MPEG-1 Layer III (taniqli MP3). Format munosib ravishda mashhurlikka erishdi - bu ajoyib ovoz sifati bilan bunday yuqori siqilish darajasiga erishgan birinchi umumiy kodek edi. Bugungi kunda ushbu kodekning ko'plab alternativlari mavjud, ammo tanlov foydalanuvchiga bog'liq. MP3 ning afzalliklari uning keng qo'llanilishi va kodlashning etarlicha yuqori sifati, havaskorlar tomonidan turli xil MP3 enkoderlarini ishlab chiqish orqali ob'ektiv ravishda yaxshilanadi. MP3 ga kuchli muqobil Microsoft Windows Media Audio kodek (.WMA va .ASF fayllari). Turli testlarga ko'ra, bu kodek o'zini "MP3 kabi" dan o'rtacha bit tezligida "MP3 dan sezilarli darajada yomonroq" va past bit tezligida "MP3 dan yaxshiroq" ko'rsatadi. Xulosa
Bugungi kunda faqat bir narsa aniq - raqamli texnologiyalar faqat o'z sayohatining boshida va biz ularni miniatyuralashtirish, hisoblash quvvati va xotira hajmini oshirish bilan birga keng joriy etish nimani anglatishini hali tushunmadik.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati http://sdo.uspi.ru/mathem&inform/lek8/lek_8.htm kunegin.narod.ru Sergey Arzumanov. Gitara ovozining sirlari, Moskva, 2003 yil. Simonovich S.V. va hokazo. Informatika. Asosiy kurs, "Piter", 2000 yil. Allbest.ru saytida joylashgan Yüklə 71,61 Kb. Dostları ilə paylaş:
|