Rezolucioni i imazhit. Mënyra analoge dhe diskrete për të përfaqësuar imazhet dhe zërin

konstruktor dhe destruktor dhe për çfarë shërben?

4) Çfarë është zbatimi dhe për çfarë shërben?

5) Emërtoni modulet Pascal (në rreshtin Uses, për shembull crt) dhe çfarë veçorish ofron ky modul?

6) Cili është lloji i ndryshores: tregues (Pointer)

7) Dhe së fundi: çfarë do të thotë simboli @ , #, $ , ^?

Jep një shembull të një sistemi natyror.6. Jep një shembull të një sistemi teknik.7. Jepni një shembull të një sistemi të përzier.8. Jepni një shembull të një sistemi jomaterial.9. Çfarë është një klasifikim?10. Çfarë është një klasë objekti?

Krijimi i një tabele në modalitetin e projektimit;
- krijoni një tabelë duke përdorur magjistarin;
- krijoni një tabelë duke futur të dhëna.

2. çfarë është formati vektorial?

3. A mund t'i atribuohen programeve të shërbimit sa vijon:
a) programet e mirëmbajtjes së diskut (kopjimi, kurimi, formatimi, etj.)
b) kompresimi i skedarëve në disqe (arkivë)
c) lufta kundër viruseve kompjuterike dhe shumë më tepër.
Unë vetë mendoj se këtu përgjigja është B - apo jo?

4. Çfarë i referohet vetive të algoritmit (a. diskretiteti, b. efektiviteti, c. karakteri masiv, d. siguria, d. fizibiliteti dhe kuptueshmëria) - këtu mendoj se të gjitha opsionet janë të sakta. E drejtë apo jo?

13. Shpejtësia e orës së procesorit është:

A. numri i operacioneve binare të kryera nga procesori për njësi të kohës

B. numri i pulseve të gjeneruara në sekondë që sinkronizojnë funksionimin e nyjeve kompjuterike

C. numri i thirrjeve të mundshme të procesorit në kujtesë e gjallë për njësi të kohës

D. shpejtësia e shkëmbimit të informacionit ndërmjet procesorit dhe pajisjeve hyrëse/dalëse

14. Specifikoni grupin minimal të kërkuar të pajisjeve të krijuara për të funksionuar kompjuterin:

A. Printer, njësi të sistemit, tastierë

B. procesor, RAM, monitor, tastierë

C. procesor, transmetues, hard disk

D. monitor, njësi sistemi, tastierë

15. Çka është mikroprocesori?

A. qark i integruar, i cili ekzekuton komandat që vijnë në hyrjen dhe kontrollet e tij

Puna me kompjuter

B. një pajisje për ruajtjen e atyre të dhënave që përdoren shpesh në punë

C. një pajisje për nxjerrjen e tekstit ose informacion grafik

D. pajisje dalëse alfanumerike

16. Ndërveprimi i përdoruesit me mjedisin e softuerit kryhet duke përdorur:

A. sistemi operativ

B. sistemi i skedarëve

C. Aplikimet

d. menaxheri i skedarëve

17.Kontrolli i drejtpërdrejtë mjete softuerike përdoruesi mund të kryejë

Ndihmë:

A. sistemi operativ

B. GUI

C. UI

d. menaxheri i skedarëve

18. Mënyrat e ruajtjes së të dhënave në një medium fizik përcakton:

A. sistemi operativ

B. softuer aplikimi

C. sistemi i skedarëve

d. menaxheri i skedarëve

19. Mjedis grafik që shfaq objektet dhe kontrollet Sistemet Windows,

Projektuar për lehtësinë e përdoruesit:

A. ndërfaqe harduerike

b) ndërfaqja e përdoruesit

C. desktop

d. ndërfaqen e softuerit

20. Shpejtësia e kompjuterit varet nga:

A. Shpejtësia e orës së procesorit

B. Nëse një printer është i lidhur apo jo

C. organizimi i ndërfaqes së sistemit operativ

D. hapësira e jashtme e ruajtjes

Konsideroni një imazh të vazhdueshëm - një funksion i dy ndryshoreve hapësinore x 1 dhe x 2 f(x 1 , x 2) në një zonë të kufizuar drejtkëndore (Figura 3.1).

Figura 3.1 - Kalimi nga një imazh i vazhdueshëm në një diskret

Le të prezantojmë konceptin e hapit të diskretimit Δ 1 në lidhje me variablin e hapësirës x 1 dhe Δ 2 sipas ndryshores x 2. Për shembull, mund të imagjinohet se në pika të largëta nga njëra-tjetra me një distancë Δ 1 përgjatë boshtit x Janë vendosur sensorë video me 1 pikë. Nëse sensorë të tillë video janë instaluar në të gjithë zonën drejtkëndore, atëherë imazhi do të jepet në një grilë dy-dimensionale

Për të shkurtuar shënimin, ne shënojmë

Funksioni f(n 1 , n 2) është funksion i dy ndryshoreve diskrete dhe quhet sekuencë dydimensionale. Kjo do të thotë, diskretimi i imazhit në terma të variablave hapësinorë e përkthen atë në një tabelë të vlerave të mostrës. Dimensioni i tabelës (numri i rreshtave dhe kolonave) përcaktohet nga dimensionet gjeometrike të zonës origjinale drejtkëndore dhe zgjedhja e hapit të diskretimit sipas formulës

Ku kllapat katrore […] tregojnë pjesën e plotë të numrit.

Nëse domeni i figurës së vazhdueshme është katror L 1 = L 2 = L dhe hapi i kampionimit zgjidhet të jetë i njëjtë përgjatë akseve x 1 dhe x 2 (Δ 1 = Δ 2 = Δ), atëherë

dhe dimensioni i tabelës është N 2 .

Një element i një tabele i marrë nga kampionimi i një imazhi quhet " pixel" ose " Numërimi mbrapsht". Konsideroni një piksel f(n 1 , n 2). Ky numër merr vlera të vazhdueshme. Kujtesa e kompjuterit mund të ruajë vetëm numra diskrete. Prandaj, për një hyrje memorie, një vlerë e vazhdueshme f duhet t'i nënshtrohet konvertimit nga analog në dixhital me hapin D f(shih figurën 3.2).

Figura 3.2 - Kuantizimi i një sasie të vazhdueshme

Operacioni i konvertimit analog në dixhital (diskretizimi i një vlere të vazhdueshme sipas nivelit) shpesh quhet kuantizimi. Numri i niveleve të kuantizimit, me kusht që vlerat e funksionit të ndriçimit të qëndrojnë në intervalin _____ _ ____ ___, është i barabartë me

Në problemet praktike të përpunimit të imazhit, vlera P ndryshon shumë nga P= 2 (imazhe "binare" ose "bardh e zi") në P= 210 ose më shumë (vlerat praktikisht të vazhdueshme të ndriçimit). Më së shpeshti zgjidhet P= 28, ndërsa piksel i imazhit është i koduar me një bajt të dhënash dixhitale. Nga të gjitha sa më sipër, arrijmë në përfundimin se pikselët e ruajtur në memorien e kompjuterit janë rezultat i diskretizimit të imazhit të vazhdueshëm origjinal për sa i përket argumenteve (koordinatave?) dhe niveleve. (Ku dhe sa, dhe gjithçka është diskrete) Është e qartë se hapat e diskretimit Δ 1 , Δ 2 duhet të zgjidhet mjaftueshëm i vogël në mënyrë që gabimi i kampionimit të jetë i papërfillshëm dhe paraqitja dixhitale të ruajë informacionin bazë për imazhin.

Në të njëjtën kohë, duhet të mbahet mend se sa më i vogël të jetë hapi i kampionimit dhe kuantizimit, aq më e madhe është sasia e të dhënave të imazhit që duhet të regjistrohen në memorien e kompjuterit. Si ilustrim i kësaj deklarate, merrni parasysh një imazh në një rrëshqitje 50×50 mm, e cila futet në memorie duke përdorur një matës dixhital të densitetit optik (mikrodensitometër). Nëse, pas hyrjes, rezolucioni linear i mikrodensitometrit (hapi i kampionimit për variablat hapësinorë) është 100 mikron, atëherë memoria shkruhet grup dydimensional piksele dimensionale N 2 = 500×500 = 25∙10 4 . Nëse hapi reduktohet në 25 mikron, atëherë madhësia e grupit do të rritet me 16 herë dhe do të jetë N 2 = 2000×2000 = 4∙10 6 . Duke përdorur kuantizimin me 256 nivele, domethënë kodimin e pikselit të gjetur me një bajt, marrim se në rastin e parë, kërkohet 0,25 megabajt memorie për regjistrim, dhe në rastin e dytë, 4 megabajt.

Mënyra analoge dhe diskrete për të përfaqësuar imazhet dhe zërin

Një person është në gjendje të perceptojë dhe ruajë informacionin në formën e imazheve (vizuale, tingujsh, prekëse, shijuese dhe nuhatëse). Imazhet vizuale mund të ruhen në formën e imazheve (vizatime, fotografi, etj.), dhe imazhet zanore mund të regjistrohen në regjistrime, shirita magnetikë, disqe lazer, etj.

Informacioni, duke përfshirë grafikën dhe zërin, mund të paraqitet në analoge ose diskrete formë. Me një paraqitje analoge, një sasi fizike merr një numër të pafund vlerash dhe vlerat e saj ndryshojnë vazhdimisht. Me një paraqitje diskrete, një sasi fizike merr një grup vlerash të fundme dhe vlera e saj ndryshon befas.

Le të japim një shembull të analogut dhe paraqitje diskrete informacion. Pozicioni i trupit në planin e pjerrët dhe në shkallët përcaktohet nga vlerat e koordinatave X dhe Y. Kur trupi lëviz përgjatë planit të pjerrët, koordinatat e tij mund të marrin një numër të pafund vlerash që ndryshojnë vazhdimisht. nga një varg i caktuar, dhe kur lëvizni lart shkallët - vetëm një grup i caktuar vlerash, për më tepër, duke ndryshuar papritur (Fig. .1.6).

Një shembull i një paraqitjeje analoge të informacionit grafik mund të jetë, për shembull, një kanavacë pikture, ngjyra e së cilës ndryshon vazhdimisht, dhe një diskrete - një imazh i printuar duke përdorur printer me bojë dhe përbëhet nga pika individuale me ngjyra të ndryshme. Një shembull i ruajtjes analoge të informacionit audio është pllaka vinili(pjesa e zërit ndryshon formën e saj vazhdimisht), dhe diskrete - një CD audio (pjesa zanore e së cilës përmban zona me reflektim të ndryshëm).

Shndërrimi i informacionit grafik dhe zanor nga forma analoge në diskrete kryhet nga diskretizim, pra, ndarje të një të vazhdueshme imazh grafik dhe një sinjal audio të vazhdueshëm (analog) për elementë individualë. Në procesin e diskretimit, kryhet kodimi, domethënë caktimi i një vlere specifike për secilin element në formën e një kodi.

Marrja e mostraveështë shndërrimi i imazheve dhe zërit të vazhdueshëm në një grup vlerash diskrete në formën e kodeve.

Pyetje për reflektim

1. Jepni shembuj të mënyrave analoge dhe diskrete të paraqitjes së informacionit grafik dhe audio.

2. Cili është thelbi i procesit të diskretimit?

Sinjalet hyjnë në sistemin e përpunimit të informacionit, si rregull, në një formë të vazhdueshme. Për përpunimin kompjuterik të sinjaleve të vazhdueshme, është e nevojshme, para së gjithash, shndërrimi i tyre në dixhital. Për këtë kryhen operacionet e diskretimit dhe kuantizimit.

Mostra e imazhit

Marrja e mostrave- ky është shndërrimi i një sinjali të vazhdueshëm në një sekuencë numrash (numërime), domethënë përfaqësimi i këtij sinjali sipas një baze të fundme dimensionale. Ky përfaqësim konsiston në projektimin e një sinjali mbi një bazë të caktuar.

Më e përshtatshme nga pikëpamja e organizimit të përpunimit dhe mënyra e natyrshme e diskretizimit është paraqitja e sinjaleve në formën e një kampioni të vlerave të tyre (kampioneve) në pika të veçanta, të ndara rregullisht. Kjo metodë quhet skriningu, dhe sekuenca e nyjeve në të cilat janë marrë mostrat - raster. Quhet intervali mbi të cilin merren vlerat e një sinjali të vazhdueshëm hapi i kampionimit. Reciprociteti i hapit quhet norma e mostrës,

Një pyetje thelbësore që lind gjatë marrjes së mostrave është: me çfarë frekuence duhet të merren mostrat e sinjalit në mënyrë që të mund të rindërtohet anasjelltas nga këto mostra? Natyrisht, nëse mostrat merren shumë rrallë, atëherë ato nuk do të përmbajnë informacion në lidhje me një sinjal që ndryshon me shpejtësi. Shpejtësia e ndryshimit të sinjalit karakterizohet nga frekuenca e sipërme e spektrit të tij. Kështu, gjerësia minimale e lejueshme e intervalit të kampionimit lidhet me frekuencën më të lartë të spektrit të sinjalit (në proporcion të kundërt me të).

Për rastin e diskretimit uniform, Teorema e Kotelnikovit, botuar në vitin 1933 në veprën “On gjerësia e brezit eteri dhe tela në telekomunikacion”. Ai thotë: nëse një sinjal i vazhdueshëm ka një spektër të kufizuar nga frekuenca, atëherë ai mund të rindërtohet plotësisht dhe në mënyrë unike nga mostrat e tij diskrete të marra me një periodë, d.m.th. me frekuencë.

Rikuperimi i sinjalit kryhet duke përdorur funksionin . Kotelnikov vërtetoi se një sinjal i vazhdueshëm që plotëson kriteret e mësipërme mund të përfaqësohet si një seri:

.

Kjo teoremë quhet edhe teorema e kampionimit. Funksioni quhet gjithashtu funksioni i numërimit ose Kotelnikov, megjithëse një seri interpolimi e këtij lloji u studiua nga Whitaker në 1915. Funksioni i numërimit ka një gjatësi të pafundme në kohë dhe arrin vlerën e tij maksimale, të barabartë me një, në pikën , në lidhje me të cilën është simetrik.

Secili prej këtyre funksioneve mund të konsiderohet si një përgjigje e një ideali filtri i kalimit të ulët(LPF) në pulsin delta që mbërriti në atë kohë. Kështu, për të rivendosur një sinjal të vazhdueshëm nga mostrat e tij diskrete, ato duhet të kalohen përmes filtrit përkatës të kalimit të ulët. Duhet të theksohet se një filtër i tillë është jo shkakësor dhe fizikisht i parealizueshëm.

Raporti i mësipërm nënkupton mundësinë e rindërtimit të saktë të sinjaleve të spektrit të kufizuar nga sekuenca e leximeve të tyre. Sinjalet me spektër të kufizuar janë sinjale spektri Furier i të cilëve është jozero vetëm brenda një zone të kufizuar të domenit të përkufizimit. Sinjalet optike mund t'u atribuohen atyre, sepse. Spektri Fourier i imazheve të marra në sistemet optike është i kufizuar për shkak të madhësisë së kufizuar të elementeve të tyre. Frekuenca quhet Frekuenca e Nyquist. Kjo është frekuenca e ndërprerjes mbi të cilën nuk duhet të ketë komponentë spektralë në sinjalin hyrës.

Kuantizimi i imazhit

Në imazhin dixhital, një gamë e vazhdueshme dinamike e vlerave të ndriçimit ndahet në një numër nivelesh diskrete. Kjo procedurë quhet kuantizimi. Thelbi i saj qëndron në shndërrimin e një ndryshoreje të vazhdueshme në një variabël diskrete që merr një grup vlerash të fundme. Këto vlera quhen nivelet e kuantizimit. Në rastin e përgjithshëm, transformimi shprehet me një funksion hap (Fig. 1). Nëse intensiteti i mostrës së imazhit i përket intervalit (d.m.th., kur ), atëherë mostra origjinale zëvendësohet me nivelin e kuantizimit , ku – pragjet e kuantizimit. Supozohet se diapazoni dinamik i vlerave të shkëlqimit është i kufizuar dhe i barabartë me .

Oriz. 1. Funksioni që përshkruan kuantizimin

Detyra kryesore në këtë rast është përcaktimi i vlerave të pragjeve dhe niveleve të kuantizimit. Mënyra më e thjeshtë Zgjidhja e këtij problemi është ndarja e diapazonit dinamik në intervale të barabarta. Megjithatë, kjo zgjidhje nuk është më e mira. Nëse vlerat e intensitetit të shumicës së mostrave të imazhit grupohen, për shembull, në një zonë "të errët" dhe numri i niveleve është i kufizuar, atëherë këshillohet që të kuantizohen në mënyrë të pabarabartë. Në rajonin "e errët" duhet të kuantizohet më shpesh, dhe më rrallë në rajonin "dritë". Kjo do të zvogëlojë gabimin e kuantizimit.

Në sistemet dixhitale të përpunimit të imazhit, ata kërkojnë të zvogëlojnë numrin e niveleve dhe pragjeve të kuantizimit, pasi sasia e informacionit të nevojshëm për kodimin e një imazhi varet nga numri i tyre. Megjithatë, me një numër relativisht të vogël nivelesh, konturet e rreme mund të shfaqen në imazhin e kuantizuar. Ato lindin si rezultat i një ndryshimi të papritur në shkëlqimin e imazhit të kuantizuar dhe janë veçanërisht të dukshëm në zonat e sheshta të ndryshimit të tij. Konturet e rreme degradojnë ndjeshëm cilësinë vizuale të imazhit, pasi shikimi i njeriut është veçanërisht i ndjeshëm ndaj kontureve. Për kuantizimin uniform të imazheve tipike, kërkohen të paktën 64 nivele.