Аналіз і дослідження оцифровки та форматування повідомлень
Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи №1
з курсу «Теорія інформації та кодування»


Мета роботи:
- на практиці ознайомитися зі стандартним форматуванням основних типів повідомлень: тексту, звуку та зображень;
- закріпити знання теоретичних засад дискретизації та оцифровки безперервних повідомлень (на прикладах звуку та зображень).

Загальна характеристика роботи

Ця робота включає три розділи:
Розділ 1. Аналіз і дослідження стандартів кодування тексту
Розділ 2. Аналіз і дослідження оцифровки та форматування звуку
Розділ 3. Аналіз і дослідження оцифровки та форматування зображень

Відповідні теоретичні відомості наведені зокрема в електронному конспекті лекції №2 та лекції №3
на сайті tik-diit.dp.ua за поточний рік.

Для виконання роботи студент має обрати його рівень: повний або мінімальний. Останній варіант суттєво менший за обсягом, але відповідний бал не перевищує 70% від повного. Далі в тексті завдання, які належать тільки повному варіанту, помічені *.

В додатках до цих методичних вказівок можна одержати:
- приклад оформлення звіту;
- необхідні демо-програми;

Для підготовки до захисту рекомендується пройти тестування з питань теорії в пробному режимі.
Увага! Вам потрібно виділити ВСІ вірні варіанти відповідей.

Порядок виконання роботи в розділі 1

1.1 Проаналізувати засади кодування тексту згідно стандарту Unicode за допомогою сайту https://unicode-table.com/ru:
- переглянути на сайті початкову частину таблиці кодування символів, що позначена в меню як «Основна латиниця». Звернути увагу, що в діапазоні номерів від 0000 до 007F кодуються символи основного набору стандарту ASCII/ANSI;
- проаналізувати склад основного набору символів стандарту ASCII/ANSI та їх розміщення в таблиці кодування. Зокрема виділити приклади знаків латиниці, цифр, знаків управління інформаційним обміном та спеціальних символів;
- обрати в списку першу літеру свого імені. Розглянути її подання в Unicode та спосіб утворення коду із номерів відповідних рядка та стовпця. Відобразити це на скриншоті (рис.1.1 звіту);
- переглянути, фіксуючи відповідні діапазони номерів, відображення символів кирилиці, а також одного з наборів символів, чиї номери перевищують значення FFFF.

1.2 Проаналізувати особливості кодування літер в UTF-8 та UTF-16 на прикладах першої літери власного імені в латинському та кирилічному варіантах:
- переглянути таблиці варіантів кодування обраних літер в UTF-8 та UTF-16 за допомогою сайту https://unicode-table.com/ru. Подати одержані дані в формі таблиці 1.1 в прикладі звіту;
- розглянути особливості кодування для латинської та кириличної версії літер;
* - детально розібрати спосіб побудування двохбайтного коду UTF-8.

* Додатково проаналізувати особливості кодування символів із номерами від 0800h, зокрема такими, для яких номери перевищують або не перевищують FFFFh (відповідні набори символів обрати самостійно). Результати відобразити в табл.1.2, яка за структурою подібна до табл.1.1.

Не обов'язково для виконання
** 1.3 Дослідити 16-кове відображення збережених текстових файлів для різних способів кодування:

- за допомогою стандартної програми Windows Блокнот створити текст із власним ім'ям в кирилиці та латиниці на двох окремих рядках. Зберегти цей текст у вигляді окремих файлів, використовуючи режими кодування UTF-8, UTF-16ВЕ та ANSI (CP-1251);
- за допомогою стандартної програми файл-менеджера FAR переглянути 16-кові коди збереженого тексту (перегляд файлу по натисканню F3 і потім F4), зберегти відповідні скриншоти і скомпоновати рисунок за зразком рис.1.2;
- впевнитись, що кодування символів кирилиці в файлі з ANSI збігається з відображенням цих символів на кодовій сторінці CP-1251 для Windows (знайти таку кодову сторінку в Інтернет);
- розглянути кодування переходу до наступного рядка (натискання Enter) за допомогою знаків управління інформаційним обміном стандарту ASCII/ANSI.

Порядок виконання роботи в розділі 2

2.1 Проаналізувати засади оцифровки та форматування звуку за допомогою демо-програми візуалізації SoundCode:
- обрати для вивчення в Інтернет звуковий файл в популярному стиснутому форматі mp3;
- конвертувати файл в формат вихідного кодування wav за допомогою онлайн-аудіоконвертора https://online-audio-converter.com/ru/;
- ознайомитись із параметрами wav-файлу в режимі Властивості. Зокрема звернути увагу на бітову швидкість кодування (бітрейт), що відповідає кодуванню звука із стандартною частотою дискретизації та розрядністю при використанні 2 стереоканалів;
- переглянути візуалізацію оцифрованого файлу за допомогою програми SoundDemo (скачати із сайту tik-diit.dp.ua). Часові діаграми для різних фрагментів відобразити на рис.2.1 в шаблоні звіту.

* 2.2 Дослідити використання спектральних перетворень при оцифровці звуку, зокрема за допомогою програми SoundDemo:
- ознайомитись із використанням спектральних перетворень Фурьє (зокрема із особливостями дискретного та швидкого перетворень Фурьє) та уяснити їх призначення при обробці звуку;
- переглянути за допомогою програми SoundDemo динаміку часових та спектральних діаграм для обраного звукового файлу. Упевнитись, що спектральне подання фреймів звукового потоку зазвичай є значно компактнішим, що створює можливості для ефективного стискання коду;
- ознайомитись із «трьохмірною» візуалізацією звуку у вигляді сонограм та уяснити принци побудування сонограм із використанням результатів спектральних перетворень звуку.

Порядок виконання роботи в розділі 3

3.1 Проаналізувати засади оцифровки та растрового подання зображень за допомогою стандартних засобів перегляду зображень та онлайн-конвертора https://online-converting.ru/image:
- обрати для вивчення файл із фотозображенням в популярному стиснутому форматі JPEG. Встановити параметри зображення зокрема в режимі Властивості файлу - Докладно ;
- конвертувати файл в растровий формат tiff із параметрами глибина кольору 24 (true color), колірна модель RGB;
- переглянути візуалізацію оцифрованого файлу наприклад за допомогою стандартної програми MS-Paint. Упевнитись в достатній якості відображення кольорів.

3.2 Дослідити вплив параметрів кодування кольорів на об'єм файлу та якість зображення за допомогою тих сами засобів. Результати навести в табл. 3.1. - шаблон звіту. Виконати експеріменти із збереження файлу при наступних поширених варіантах глибини кольору: 32, 24, 8, 4 біти. Проаналізувати вплив глибини кольору та способу кодування (зокрема прямого або індексованого) на об'єм файла та якість зображення.

* 3.3 Дослідити співвідношення растрового та вектроного подання зображень з використанням мови SVG:
- проаналізувати SVG-описання та відповідне растрове зображення для заданого прикладу (відображення трьох кольорових кіл, які частково перекриваться).
- внести зміни в SVG-опис зображення (зокрема змінити радіуси та кольори обраних кіл) та упевнитись, що браузер коректно відображає внесені зміни;
- навести в звіті SVG-текст та растрове відображення для зміненого варіанту.











О дисциплине ТИК
Почему «Теория информации и кодирования» - одна из самых интересных дисциплин, которые изучают будущие системщики и защитники информации?

В ней сочетаются золотая классика и самая актуальная современность computer-science.

продолжение
О сайте
Здесь вы найдете материалы, которые помогут в изучении дисциплины “Теория информации и кодирования” (ТИК) в том виде, как она преподается на кафедре ЭВМ ДИИТа.

На сайте размещены методические материалы:
  • электронный конспект лекций;
  • методическое обеспечение к лабораторным работам;
  • полезные ссылки.

продолжение
© 2008-2021 • Теория информации и кодирования
UP