Кодирование графической информации

ИЗМЕРЕНИЕ И КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Единицы информации

Бит — минимальная единица информации, представляющая собой наименьшую порцию памяти — 1 двоичный разряд. Бит обозначает количество информации, необходимое для различения двух равновероятных событий — значение размером в 1 бит представляет собой сообщение, уменьшающее неопределенность знания в два раза.

Байт — основная единица информации.

1 байт = 8 бит; 1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт; 1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 210Мбайт = 1024 Мбайт

Определение количества (объема) информации

Вероятностный подход к измерению количества информации — рассматривает информацию с точки зрения повышения определенности знания в результате ее получения:

Количество (объем) получаемой информации (I) при известном количестве возможных событий (N):

Для равновероятных событий: I = log2N

Для разновероятных событий: (формула Шеннона),

I — кол-во информации (бит), N — кол-во возможных событий, Pi — вероятность i-го события, i = 1, 2, …, N.

Алфавитный подход к измерению количества информации — рассматривает информацию с точки зрения ее представления как некоторой последовательности знаков (букв, цифр, кодов цвета точек изображения и т. п.). Алфавит знаковой системы — полный набор знаков, используемых для формирования сообщений в данной знаковой системе. Объем информации, который несет каждый знак (информационная емкость знака, объем занимаемой памяти): I = log2N, где N — кол-во знаков в алфавите.

Количество (объем) информации, которое содержит сообщение, закодированное с помощью знаковой системы, равно: Информационная емкость знака * Количество знаков в сообщении.

Представление информации в компьютере

Все виды информации в компьютере обрабатываются в двоично-кодированном виде — т. е. в виде последовательности нулей и единиц, на физическом уровне представляемой в форме электрических импульсов: 1 — есть импульс, 0 — нет импульса.

Логические последовательности нулей и единиц представляют собой машинный язык.

Кодирование текстовой информации

Принцип кодирования: каждому символу ставится в соответствие определенный уникальный числовой (двоичный) код. Таблица, устанавливающая такое соответствие, называется таблицей кодировки символов.

Количество различных символов (N), которые можно закодировать с помощью какой-либо таблицы кодировки, определяется числом двоичных разрядов (k), отводимых под кодирование одного символа: N=2k. Наибольшее распространение получило 8-разрядное кодирование (на кодирование одного символа отводится 8 бит = 1 байт), позволяющее закодировать N=28=256 различных символов.

В различных кодировках: коды от 0 до 32 — соответствуют управляющим клавишам (Enter, Esc и т. п.); от 33 до 127 — латинским буквам, цифрам, знакам арифметическим операций и знакам препинания; от 128 до 255 (расширенная часть таблицы кодировки) — для символов национальных алфавитов (в т. ч. кириллицы).

Наиболее распространенные 8-разрядные таблицы кодировок: ASCII (принята в качестве стандарта в MS-DOS), Windows-1251 (CP1251), КОИ-8, ISO.

UNICODE — 16-разрядная кодировка символов, позволяющая закодировать 216 = 65536 различных символов.

Кодирование графической информации

Минимальный объект кодирования растрового графического изображения — пиксель.

В основе кодирования цветных графических изображений — принцип декомпозиции цветов — т. е. разложение произвольного цвета на основные составляющие (например, по системе RGB: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue)).

Глубина кодирования (глубина цвета) — количество бит (двоичных разрядов), используемых для кодирования цвета одной точки. От глубины цвета (k) зависит количество отображаемых цветов (N) — т. е. количество возможных состояний одной точки изображения: N=2k.

Наиболее распространенные значения глубины цвета: 4, 8, 16, 24 бита на точку.

Разрешение — количество точек (пикселей) изображения, приходящихся на единицу длины. От разрешения зависит размер пикселя.

Наиболее частот используемые экранные разрешения: 640×480, 800×600, 1024×768, 1280×1024 точек.

Глубина кодирования и разрешение влияют на качество кодирования изображения.

Объем видеопамяти (V), необходимый для формирования графического изображения на экране: V = M * N * k, где M — кол-во точек изображения по горизонтали, N — кол-во точек изображения по вертикали, k — глубина цвета (бит).

Статьи к прочтению:

Кодирование графической информации

Похожие статьи: