
- •1.1. Введение. Роль информационных технологий.
- •1.2. Компьютеризированные системы цифровой обработки
- •1.3. Классификация сигналов. Их характеристики.
- •Энергетические характеристики сигналов:
- •2.1. Обобщенный ряд Фурье и системы базисных функций.
- •2.2. Разложение в ряд Фурье.
- •2.3. Примеры разложения в ряд Фурье.
- •Б) Пилообразный сигнал.
- •3.1 Преобразование Фурье.
- •3.2. Свойства преобразования Фурье.
- •4.1. Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы.
- •4.2. Частота Найквиста.
- •4.3. Спектр дискретного сигнала.
- •4.4. Теорема Котельникова.
- •Частота дискретизации
- •5.1. Функции окна.
- •5.2. Виды окон.
- •5.3. Особенности функций окна.
- •6.1. Нерекурсивные фильтры
- •6.1.1. Алгоритм.
- •6.1.2. Импульсная характеристика.
- •6.1.3. Передаточная функция.
- •6.1.4. Определение параметров нерекурсивного фильтра низкой частоты.
- •6.1.5. Синтез нрф с использованием окон.
- •6.1.5. Расчет коэффициентов фильтра.
- •6.2. Явление Гиббса.
- •7.1. Коэффициенты для высокочастотных, полосовых и
- •7.2. Расчет вч, пф и рф.
- •Преобразование фнч в пф.
- •Преобразование фнч в режекторный фильтр.
- •8.1. Корреляционный анализ.
- •9.1. Основные свойства речевых сигналов.
- •9.2. Дискретизация и квантование речевых сигналов.
- •Обработке речевых и аудио сигналов.
- •10.1. Анализ речевых сигналов во временной области.
- •Одним из важных параметров речевого сигнала является его энергия:
- •Энергия может служить хорошей мерой отличия вокализованных и невокализованных участков речи. Энергия невокализованных участков речи намного меньше, чем вокализованных.
- •10.2. Анализ речевых сигналов в частотной области.
- •10.3. Гомоморфная обработка речи.
- •10.4. Психоакустическая модель восприятия звука.
- •Технологии при обработке и анализе изображений.
- •11.1. Обработка изображений, предназначенных для зрительного
- •Применение обработки изображений в задачах анализа.
- •Теоретические основы обработки изображений.
- •11.2. Сигналы во временной и пространственной областях.
- •12.1. Модель реставрации изображений.
- •12.2. Методы повышения контраста.
- •13.1. Операторы сглаживания.
- •Низкочастотные операторы с усреднением.
- •Низкочастотные гауссовские операторы.
- •12.2. Другие методы сглаживания.
- •Пороговое сглаживание.
- •Сигнально-адаптивные сглаживающие операторы.
- •Подчеркивание контуров низкочастотным оператором.
- •Подчеркивание контуров дифференциальным оператором.
- •Градиентные операторы.
- •Операторы Лапласа.
- •Специальные методы обострения контуров.
- •14.1. Основные требования к алгоритмам сжатия изображений. Класс изображений.
- •Примеры приложений, использующих алгоритмы компрессии графики
- •Требования к алгоритму.
- •Критерии оценки алгоритмов сжатия изображений.
- •14.2. Алгоритмы архивации без потерь.
- •14.2.1. Алгоритм rle.
- •14.2.2. Алгоритм lzw.
- •14.2.3. Алгоритм Хаффмана.
- •15.1. Алгоритм jpeg.
- •Работа алгоритма.
- •Характеристики алгоритма jpeg.
- •15.2. Рекурсивный (волновой) алгоритм.
- •Заключение.
Лекция №1. Введение. Роль информационных технологий.
Мультимедийные технологии. Цифровая обработка
сигналов. Классификация сигналов, их характеристики.
1.1. Введение. Роль информационных технологий.
В настоящее время происходит стремительное развитие глобального процесса информатизации общества. Альтернативы информатизации на основе компьютерных технологий и средств коммуникации в решении вопросов дальнейшего развития технической цивилизации нет. При этом кардинальным образом изменяется вся информационная среда общества, новые автоматизированные информационные технологии внедряются во все сферы социальной практики и становятся частью новой информационной культуры человечества.
Информационная технология формируется как научная дисциплина о методах создания высокоэффективных информационных технологий.
Объектом исследования информационной технологии как научной дисциплины являются способы организации информационных процессов.
Предметом исследований для информационной технологии, как науки, выступают основы и методы создания информационных технологий, их проектирование и эффективная реализация.
Реализовать современную информационную технологию значит:
– провести системный анализ объекта автоматизации: изучить предметную область, предмет автоматизации, выделить ее отдельные составляющие, которые носят самостоятельный характер;
– установить связь между этими составляющими;
– описать с помощью математических или неформальных моделей объект автоматизации и его составляющие;
– выбрать (или разработать) математические методы, с помощью которых могут быть решены задачи в данной технологии;
– определить типы и количество баз данных и баз знаний для разрабатываемой информационной технологии;
– определить компьютерную и телекоммуникационную базы системы;
– разработать средства самоконтроля за работой технологии, предусмотреть возможность ее постоянного расширения и совершенствования;
– поместить все обеспечение в выбранной программно-системной среде.
Основными направлениями и областями системного применения информационных технологий являются: управление сложными технологическими процессами, промышленными, военными и космическими объектами; наука и образование; культура и средства информации; медицина и биология; экология и охрана окружающей среды; энергетические системы и др.
Основу научного фундамента теории и практики построения информационных технологий составляют такие направления:
– математическое и информационное моделирование процессов;
– методы оптимизации и теория системного анализа;
– теория и методы современного программирования;
– методы защиты информации;
– компьютерные и телекоммуникационные средства обработки и надежной передачи данных.
По назначению и характеру использования целесообразно выделить два класса информационных технологий:
– базовые информационные технологии;
– прикладные информационные технологии.
Базовые информационные технологии представляют собой способы организации отдельных фрагментов тех или иных информационных процессов, связанных с преобразованием, хранением или передачей определенных видов информации. Примерами таких технологий могут быть технологии сжатия информации, ее кодирования и декодирования, распознавания образов и др.
Цель базовых информационных технологий заключается в достижении максимальной эффективности в реализации некоторого фрагмента информационного процесса на основе последних достижений науки.
Основная задача, которая решается при помощи прикладных информационных технологий – рациональная организация того или иного вполне конкретного информационного процесса. Научными направлениями в области исследования прикладных информационных технологий можно считать следующие:
разработка методов анализа, синтеза и оптимизации прикладных информационных технологий;
создание теории проектирования информационных технологий различного вида и практического назначения;
создание методологии сравнительной количественной оценки различных вариантов построения прикладных информационных технологий;
разработка требований к аппаратно-программным средствам автоматизации процессов реализации информационных технологий.
Одним из примеров прикладной информационной технологии может служить технология ввода в ЭВМ речевой информации. С технической точки зрения весь информационный процесс разделяется на несколько последовательных этапов, на каждом из которых используется своя базовая технология. Например, для данной задачи такими этапами являются:
Аналогово-цифровое преобразование и ввод информации в ЭВМ. Базовой информационной технологией является аналогово-цифровое преобразование и реализуется эта технология, как правило, аппаратным способом.
Выделение в составе цифровой речи фонем языка и их «узнавание». Базовой технологий является технология распознавания речи.
Преобразование речевой информации в текстовую форму и осуществление процедур морфологического и синтаксического контроля.
Этот пример иллюстрирует принцип формирования прикладной технологии путем адаптации ряда базовых технологий для реализации данного информационного процесса. Такой подход гарантирует достаточно высокую эффективность в тех случаях, когда используются передовые и хорошо отработанные базовые технологии.
Учебная дисциплина «Методы и средства компьютерных информационных технологий» рассматривает в основном базовые технологии, связанные с преобразованием информации методами цифровой обработки сигналов.