Кодирование видеоизображений

Для хранения оцифрованных сжатых и несжатых видеоизображений используют формат AVI (англ. «Audio Video Interleave»). Один час видео с хорошим качеством занимает на машиночитаемом носителе примерно 20 Гб информации. Для уменьшения этого объёма используют сжатие видеоданных.

Видеоизображение сложнее закодировать, чем звук, так как у него объём информации, передаваемой в единицу времени, несоизмеримо больше. Кодируемый кадр разбивается на множество маленьких одноцветных частей, называемых пикселами. Используемые в изображении цвета нумеруются и для каждой части записывают номер её цвета. Для кодирования каждого пиксела используют 3 байта, так как любое цветное изображение формируется с помощью трёх основных цветов – красного, синего и зелёного.

Наибольшее распространение получил разработанный экспертной группа кинематографии метод сжатия MPEG (англ. «Moving Picture ExpertsGroup»). Системы сжатия данных при записи движущегося изображения получили названия MPEG-1,2 и 4.

Стандарт MPEG-1 (1992 г.) предназначен для записи CD-ROM и Video CD. Использует кодирование преобразованием и скорость передачи 1,15 Мбит/сек, обеспечивающую воспроизведение движущегося изображения с качеством формата VHS.

Стандарт MPEG-2 (1994 г.) составляет основу стандарта DVB. Он создан с учётом особенностей телевизионных норм (чересстрочной развертки и др.).

Стандарт MPEG-3 не используется, так каквыяснилось, что требования для организации телевидения с высоким разрешением выполняются стандартом MPEG-2.

Стандарт MPEG-4 предназначен для передачи данных с низкой скоростью (<1,15 Мбит/сек), например, по телефонным линиям.

Использовавшаяся для цифрового ТВ-вещания система MPEG-2 позволила без заметной потери качества снизить первоначальную скорость передачи 216 Мбит/сек приблизительно в 20 раз. Компрессия информации была впервые применена в видеосистеме Digital Betacam (1993 г.). Стандарт цифрового ТВ-вещания получил название DVB (англ. «Digital Video Broadcasting»). В конце XXI века появилось интернет-телевидение, позволяющее смотреть передачи с помощью специальных приставок, используя телевизоры в качестве терминалов.

Специально для использования методов и достижений интеллектуальных информационных систем в мультимедийных приложениях разработан формат MPEG-7, называемый «Мультимедиа-интерфейс для описания содержимого» (англ. «Multimedia Content Description Interface»). Он предназначен стандартизовать описание мультимедийного материала, поддерживающего некоторый уровень интерпретации смысла информации, которая может быть передана для обработки ЭВМ.

Кодирование используется и в других областях и сферах применения, например, в штрих-кодах, в шифровании традиционных и электронных данных и информации (зашифрованные файлы, электронная цифровая подпись и др.).

 

Контрольные вопросы

 

2. Дайте определение термина «Информационный процесс».

3. Назовите и кратко охарактеризуйте основные информационные процессы.

6. Что обеспечивают внутренние информационные процессы?

7. Что представляют собой сбор данных, информации и знаний?

9. Назовите основные типы обработки информации.

16. Сколько кодов поддерживает ASCII?

18. Что представляет собой Unicode?

19. Что означает «дискретизациянепрерывного сигнала»?

20. Как осуществляется кодирование звуковой информации?

21. Для чего используются АЦП и ЦАП?

22. Какие форматы используются для записи оцифрованных звуков и музыки?

23. Назовите особенности растровой, векторной и фрактальной графики.

24. Назовите форматы, используемые в различных видах компьютерной графики.

Информационный обмен

Обмен информацией – принципиальная особенность функционирования живых организмов. Он является важной составляющей жизнедеятельности человечества. Общение людей друг с другом (межличностное общение), их взаимоотношения с внешним миром, их производственная, научная и общественная деятельность тесно связаны с информационными процессами – процессами восприятия, передачи, обработки, поиска, хранения и отображения информации.

Информационные системы представляют собой системы организации информации и её обмена. В простейшем случае информационный обмен связан с передачей информации от одного абонента к другому, например, при их разговоре или при проведении лекции преподавателем и др. В этом случае средством обмена информации (коммуникации) будет речь.

Очевидно, что обмен информацией состоит из нескольких компонентов, включающих: источник передачи информации (отправитель информации), передатчик, среду распространения информации (например, канал связи), приёмник и потребителя (получатель) информации В случае обратной связи получатель информации становится её источником, и схема обмена повторяется, но в другом направлении.

Передача информации осуществляется с использованием какой-либо знаковой системы, например, вербальной, где используются звуки и речь, или невербальной, использующей различные неречевые знаковые системы. Основу невербальной системы составляет посланная отправителем без использования слов информация – любые символы.

 

Первоначально информация из поколения в поколение передавалась в виде наскальных и иных изображений, а затем – устно. Первые наскальные рисунки, изображающие животных, растения, людей, появились примерно 20–30 тыс. лет назад. К подобной информации относятся сведения о профессиональных навыках, например, о приёмах охоты, способах земледелия и др.

Затем для фиксирования информации стала использоваться письменность, сначала появилась числовая информация (например, различные расчёты), а потом буквенная в виде слов.

Появление рукописных, а за ними и печатных книг произвело революционный переворот в различных сферах жизнедеятельности людей, в большей степени в области хранения и распространения информацией. Стало возможным сохранять информацию и знания, передавая их из поколения в поколение или распространяя с помощью пересылки по почте. Однако незначительное количество копий и длительный период создания печатной продукции не позволяли широко распространять информацию. К тому же, далеко не все люди в средние века, а порой и ныне умеют читать. Другим средством обмена информацией можно считать фотографию.

Следующим подобным этапом считается появление с конца двадцатого века технических механических и электромеханических средств копирования и передачи информации (пишущие машинки, полиграфическое оборудование, телеграф, телефон, телевидение). Они способствовали расширению сферы национального и даже международного обмена информацией.

Важным в информационном обмене является организация обмена отдельными документами. В традиционных системах документооборота он осуществляется нарочными, с помощью курьеров, посыльных, а также пересылки документов по почте.

В компьютерных системах информационный обмен осуществляется в различных компьютерных сетях. При этом документы являются файлами.

Специальные компьютерные программы помогают наладить информационный обмен внутри организации и между ними. Например, система «1С: Предприятие» предоставляет различные возможности обмена данными между разнофункциональными решениями, удалёнными подразделениями и партнерами-контрагентами. Входящий в неё «Менеджер обмена данными» беспрепятственно обменивается данными между удалёнными офисами, соединяет разнофункциональные конфигурации на разных компонентах программы, переносит данные из старых версий конфигураций в новые.

 

В среде Интернета широко используются различные корпоративные системы. Приведём основные функции информационного обмена в таких системах:

1. Настройка соответствия атрибутного состава данных между объектами различных систем;

2. Поддержка различных кодировок и форматов данных, возможность перекодировки данных в процессе их передачи между системами;

3. Преобразование данных по заданным правилам;

4. Поддержка интерфейсов (on-line, off-line) с подсистемами единой корпоративной информационной системы (ЕКИС);

5. Возможность подключения географически удалённых систем стандартными способами (модемное соединение);

6. Оперативная и отложенная передача данных между удалёнными системами;

7. Управление цепочками передачи данных между системами (WorkFlow);

8. Синхронный и асинхронный обмен данными;

9. Унификация и стандартизация информационного обмена между подсистемами корпоративной системы;

10. Единый интерфейс для настройки и управления всеми информационными потоками;

11. Централизованное управление и администрирование процессов информационного обмена.

 

При построении современных информационных систем всё чаще приходится использовать многосерверные архитектуры. Например, типичная архитектура корпоративной ИС крупного предприятия содержит центральную и, как правило, резервную БД, а также БД филиалов или регионов.

 

Контрольные вопросы

4. Какие средства передачи информации появились начиная с середины прошлого столетия и до его окончания?