Цифровое кодирование аналогового сигнала.

При оцифровке или дискретизации аналогового сигнала происходит замена непрерывной функции на интервале ломанной с большим количеством маленьких звеньев (ступенек). Это осуществляется путем развертки по времени OCи квантования по величине. Длительность ступенек равна шагу квантования по времени , где -- частота отсчетов, а их величина кратна шагу квантования по величине Величина каждой ступеньки представляется в двоичном коде, в результате чего получается массив .

Теорема отсчетов В.А.Котельникова (1933 г.): Непрерывный сигнал может быть оцифрован и воссоздан без потери информации, если шаг развертки по времени не превышает половину периода максимальной гармоники сигнала:

Например, для оцифровки речевого сигнала с частотой до 5 кГц, частота отсчетов долна быть не менее 10 кГц.

Теорема квантования по величине: Для качественной оцифровки и воспроизведения непрерывного сигнала достаточно, чтобы шаг квантования по величине был меньше чувствительности приемного устройства .

Если глаз человека (приемник) различает 16 миллионов цветовых оттенков, то при квантовании цвета не имеет смысла делать больше градаций.

Преимущества цифрового представления сигнала: высокая помехоустойчивость, универсальность, простота и надежность устройств, обрабатывающих информацию.

Кодирование звуковой информации. Для записи и обработки аналогового сигнала с выхода микрофона осуществляется его оцифровка с помощью аналого-цифрового преобразователя. При этом они заменяются цифровыми значениями отдельных выборок, взятых через достаточно короткие промежутки времени То есть непрерывный сигнал квантуется по величине и по времени, в результате чего получается поток логических 0 и 1, которые обрабатывает процессор. При 16-разрядном амплитудном кодировании непрерывный сигнал разбивается на ступеней квантования. В соответствии с теоремой отсчетов, частота квантования 44,1 кГц обеспечивает воспроизводимость всего звукового диапазона частот (до 20 кГц). При этом объем файла в битах равен где -- частота квантования, -- разрядность квантования по величине (число ступенек), -- время записи. Оцифрованный сигнал может быть преобразован в аналоговый с помощью цифроаналогового преобразователя.

Кодирование видеоинформации. Так как объемом звуковой составляющей видеоклипа можно пренебречь, то объем видеофайла примерно равен произведению количества информации в каждом кадре на число кадров. Число кадров вычисляется как произведение длительности видеоклипа на скорость кадров , то есть их количество в 1 с: При разрешении 800*600 точек, разрядности цвета C=16, скорости кадров v=25 кадров/c, видеоклип длительностью 30 с будет иметь объем: бит байт Мбайт