Общие понятия

Классификация и характеристики сигналов

Свойства объектов и процессов материального физического мира проявляются посредством воздействия излучения, источником которого они являются, на устройства регистрации. При этом излучение должно иметь энергию, достаточную для проявления свойств.

Выразить математически преобразование энергии через процессы воздействия позволяет понятие сигнала. Сигнал – это формализованное представление излучения, которое содержит сведения о состоянии и свойствах некоторого объекта или процесса.

Преобразование сигнала позволяет перевести сведения о состоянии и свойствах объекта или процесса в форму, удобную для последующей компьютерной обработки в цифровой форме, т.е. изменять и воспроизводить сигналы с параметрами, удовлетворяющими поставленным требованиям.

Сигнал, как объект компьютерной обработки, может иметь форму звука, графики или видео. В общем случае, теория компьютерной обработки звуковой, графической и видеоинформации подчиняется положениям теории цифровой обработки сигналов и изображений. Такие объекты компьютерной обработки представляются в виде набора дискретных значений, по отношению к которым выполняются действия в соответствии с законами обработки сигналов. При использовании компьютерных технологий различные технические средства, используемые для обработки сигнальной информации такого типа, объединяются на общей цифровой основе. Независимо от содержания сигнальной информации, в компьютерах ее возможно принять, преобразовать, передать и т.п.

Процедуры обработки сигналов мультимедийной группы (звук, графика, видео) имеют особенности, являющиеся следствием свойств звуковых, графических и видео объектов. Причина этих свойств находится в первичном источнике объектов исследований, т.е. в окружающем человека физическом мире, а также в механизме восприятия такого рода информации органами чувств человека, в первую очередь, посредством зрения и слуха. При обработке и воспроизведении мультимедийных сигналов в обязательном порядке необходимо учитывать законы восприятия человеком сигналов такого типа.

Звуковое изображение (звук) – результат механического воздействия звукового сигнала на органы слуха. В типовом случае средой для передачи является воздух, в котором возникает движение молекул по причине различной плотности в разных участках. Колебания воздуха проходят через слуховой аппарат и возбуждают нервные окончания в коре головного мозга, который анализирует полученную информацию и придает ей смысловое содержание.

Графическое изображение – результат восприятия статических образов внешней среды посредством органов зрения. Электромагнитные колебания видимого диапазона, попадая в органы зрения, воздействуют на специальные рецепторы, изменения в которых сообщаются через нервные волокна в кору головного мозга.

Видеоизображение (видео, фильм) – результат восприятия динамических образов внешней среды посредством органов зрения.

Таким образом, для успешной компьютерной обработки сигналов важно изучить как физические характеристики объектов, так и психофизиологические особенности восприятия человеком этого вида информации.