Кодирование изображения и звука

1. Кодирование изображения и звука

2.

3.

Для черно-белого изображения информационный
объем одной точки равен 1 биту, т.к. она может быть
либо черной, либо белой, что можно закодировать
двумя цифрами - 0 или 1.
Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом
цвета каждой точки, они могут иметь различную глубину цвета (число
бит на пиксель).
Глубина цвета (I)
Количество цветов (N)
1
21=2
8
28=256
16 (High Color)
216=65 536
24 (True Color)
224=16 777 216
32 (True Color)
232=4 294 967 296

4.

Модель RGB:
R- Red (красный)
G- Green (зеленый)
B- Blue (синий)
Модель CMYK:
С- Cyan (голубой)
M –Magenta (пурпурный)
Y – Yellow (желтый)
К – black (черный)

5.

Цвет
Интенсивность
Красный
Зеленый
Синий
Черный
0000 0000
0000 0000
0000 0000
Красный
1111 1111
0000 0000
0000 0000
Зеленый
0000 0000
1111 1111
0000 0000
Синий
0000 0000
0000 0000
1111 1111
Голубой
0000 0000
1111 1111
1111 1111
Желтый
1111 1111
1111 1111
0000 0000
Белый
1111 1111
1111 1111
1111 1111

6.

При решении задач на кодирование изображения
применяются следующие формулы:
N = 2i
N – количество различных цветов, используемых в
изображении.
i – информационный объем 1 точки (глубина цвета) в битах .
Информационный объем изображения:
I = K*i
K – количество точек (пикселей) в изображении.
Изображение может иметь различный размер, которое
определяется количеством точек по горизонтали и вертикали.

7. Задача 1

Для хранения растрового изображения
размером 32×32 пикселя отвели 512
байтов памяти. Каково максимально
возможное число цветов в палитре
изображения?

8.

Q 32
212 32 2 25 25 210
K 10 2 4
2
Решение:
находим общее количество пикселей;
находим объем памяти в битах;
определяем количество бит на
пиксель.

9. Решение задачи №1:

Дано:
Решение:
К = 32*32
I = K*i
i = I / K = (512*8)/(32*32) = 4 бита
N = 2i = 24 = 16 цветов
I = 512 байт
Найти:
N-?
Ответ: 16.
Примечание: / - знак деления.

10.

Звук – это волна с непрерывно меняющейся частотой
и амплитудой.
Чем больше амплитуда – тем громче звук.
Чем больше частота – тем выше тон.

11.

12.

13.

Частота дискретизации определяет количество
отсчетов, запоминаемых за 1 секунду; 1 Гц (один
герц) – это один отсчет в секунду, а 8 кГц – это 8000
отсчетов в секунду
Глубина кодирования – это количество бит, которые
выделяются на один отсчет
Для хранения информации о звуке длительностью
t секунд, закодированном с частотой дискретизации
f Гц и глубиной кодирования B бит, требуется
I = B*f*t бит памяти
При двухканальной записи (стерео) объем памяти,
необходимый для хранения данных одного канала,
умножается на 2: I = 2*B*f*t

14. Задача 2

Производится одноканальная (моно)
звукозапись с частотой дискретизации
16 кГц и глубиной кодирования 24 бита.
Запись длится 1 минуту, ее результаты
записываются в файл, сжатие данных
не производится. Какое из
приведенных ниже чисел наиболее
близко к размеру полученного файла,
выраженному в мегабайтах?
1) 0,2 2) 2
3) 3
4) 4

15. Решение задачи № 2:

Дано:
Решение:
f =16 кГц
B = 24 бита
t = 1 мин
Найти:
I-?
I = B*f*t =
= 24*16000*60 = 3 Мбайт
8*1024*1024
Ответ: 3.
Примечание: в формулу В всегда подставляется в битах,
f – в Гц, t – в секундах.

16. Задача 3

Производится двухканальная (стерео)
звукозапись с частотой дискретизации 22
кГц и глубиной кодирования 24 бита. Запись
длится 2 минуты, ее результаты
записываются в файл, сжатие данных не
производится. Какое из приведенных ниже
чисел наиболее близко к размеру
полученного файла, выраженному в
мегабайтах?
1) 11
2) 12
3) 13
4) 15

17. Решение задачи № 3:

Дано:
Решение:
f =22 кГц
B = 24 бита
t = 2 мин
Найти:
I-?
I = 2*B*f*t =
= 2*24*22000*120 =16 Мбайт
8*1024*1024
Ответ: 4.

18. Домашнее задание:

1. Для хранения растрового изображения размером 128x128 пикселей
отвели 4 килобайта памяти. Каково максимально возможное число цветов в
палитре изображения?
2. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой
дискретизации 44,1 кГц и глубиной кодирования 16 бит. Запись длится 2
минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не
производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к
размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?
1) 10
2) 11
3) 13
4) 15
3. Двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и
глубиной кодирования 24 бита велась в течение 5 минут. Сжатие данных не
производилось. Какая из приведённых ниже величин наиболее близка к
размеру полученного файла?
1) 10 Мбайт
2) 30 Мбайт
3) 50 Мбайт
4) 70 Мбайт