Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем (2005) (1186253), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Использование составляющих YUV вместо обычных RGB(красный, зеленый, синий).Вместо элементарных цветов кодируется яркость (luminance, Y)и цветность (chrominance, U & V), причем цветность «прорежена»по вертикали и горизонтали в два раза по сравнению с яркостью(децимация). При этом вместо сильно коррелированных сигналовRGB получаются практически некоррелированные YUV, и за счетдецимации достигается двукратное сжатие.2.
Дискретно-косинусное преобразование с последующим квантованием.При этом квадраты пикселей (8 х 8) подвергаются двухмерномудискретно-косинусному преобразованию (DCT), которое родствен-64Глава 1. Вычислительные приборы и устройства...но преобразованию Фурье, различие заключается в наборе базисных функций (в преобразовании Фурье это синусы и косинусы, вОСТ — косинусы).
Это преобразование переводит пространственное представление сигнала в частотное. Результат преобразованияподвергается квантованию, т. е. огрублению точности, при этомкоэффициент квантования для более высоких пространственныхчастот выбирается более высоким, чем для низких, с учетом особенностей восприятия. При этом высокие пространственные частоты передаются с меньшей точностью, чем низкие частоты. Приквантовании многие пространственные частоты не кодируются ине передаются.3. Устранение временной избыточности с компенсацией движения.Это означает, что для ликвидации избыточности, заключающейся в большой корреляции между соседними кадрами, передаетсяразность между ними.
Кадры видеопотока разбиваются на несколько типов — Intra (Г), которые кодируются полностью, Predicted (P),для которых кодируется различие с предыдущим /- или Р-кадром, иBidirectional (Б), для которых в качестве опорных (reference) используются /- и/или Р-кадры, между которыми он находится. Обычно/-кадры следуют 1 или 2 раза в секунду, и между двумя опорнымикадрами лежит 2—4 В-кадра. Типичная последовательность кадровимеет вид: IBBPBBPBBPBBIBBP. В общем случае вид последовательности выбирается кодеком (кодирующее устройство или программа)и может зависеть или нет от содержания кадров. Поскольку изображение на соседних кадрах обычно сдвинуто, применяется компенсация движения, т. е. кодируется отклонение («разность») от некоторого сдвинутого опорного изображения Кодирование выполняетсямакроблоками (16 х 16 яркость, 8 x 8 цветность), для каждого макроблока определяется свой вектор движения.4.
Квазиоптимальное кодирование.Коэффициенты, полученные после ОСТ, векторы движения ивсе остальное, кодируются кодами переменной длины. Это кодирование называют квазиоптимальным, поскольку кодовая таблица нестроится заново для каждого конкретного случая, а выбрана приразработке стандарта на основе анализа типичных видеопоследовательностей.MPEG-1 проектировался из расчета на поток 1,5 Мбит/с при30 кадрах размером 352 х 240 в секунду, хотя он не ограничен этими допускает существенно больший поток при произвольном размерекадра.1.4. Логические основы ЭВМ, элементы и узлы65MPEG-2 проектировался с учетом опыта использованияMPEG-1 и ориентируется на вещание, так как содержит средствадля маскирования ошибок.В случае MPEG audio исходный сигнал подвергается многоканальной фильтрации.
Далее амплитуды сигналов в каждой полосесравниваются для нахождения полос, подлежащих кодированию сучетом эффекта маскирования слабого сигнала сильным. Далее амплитуда сигнала в полосе квантуется и кодируется. При записи наVideo CD скорость потока звука составляет 32 Кбайт/с.1.4. Логические основы ЭВМ, элементы и узлыНачало исследованиям в области формальной логики было положено работами Аристотеля в IV в. до нашей эры.
Однако математические подходы к этим вопросам впервые были указаны Дж. Булем. В честь него алгебру высказывания называют булевой алгеброй,а логические значения — булевыми. Основу математической логикисоставляет алгебра высказываний. Это освобождает матлогику отнеопределенности в толковании логических выражений, показывающих связь между отдельными суждениями и понятиями. Алгебралогики используется при построении основных узлов ЭВМ (дешифратор, сумматор, шифратор).Алгебра логики оперирует с высказываниями.
Под высказыванием понимают повествовательное предложение, относительно которого можно утверждать, истинно оно или ложно. Например, выражение «Расстояние от Москвы до Киева больше, чем от Москвыдо Тулы» истинно, а выражение «5 < 2» — ложно.Высказывания принято обозначать буквами латинского алфавита: А, В, С, ..., X, У и т. д. Если высказывание С истинно, то пишутС= 1 (С= /, true), а если оно ложно, то С= О (С =/, false).Логические операции и базовые элементы компьютераВ алгебре высказываний над высказываниями можно производить определенные логические операции, в результате которых получаются новые высказывания.
Истинность полученных высказываний зависит от истинности исходных высказываний и использованных для их преобразования логических операций.Для образования новых высказываний наиболее часто используются логические операции, выражаемые словами «не», «и», «или».3 «Архитектура ЭВМ >66Глава 1. Вычислительные приборы и устройства...Логический элемент компьютера — это часть электронной схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.Логическими элементами компьютеров являются электронныесхемы И, ИЛИ, НЕ, И—НЕ, ИЛИ—НЕ и другие (называемые обычно вентилями), а также триггерМожет быть доказано, что с помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Обычно у вентилей бывает от двух до восьмивходов и один или два выхода.На структурных схемах ЭВМ каждый логический элемент имеетсвое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию, но не указывает на то, какая именно электронная схема в немреализована.
Работу логических элементов описывают с помощьютаблиц истинности.Логические операции. Рассмотрим логические операции и соответствующие им элементы логических схем.К о н ъ ю н к ц и я . Соединение двух (или нескольких) высказываний в одно с помощью союза И (OR) называется операцией логического умножения, или конъюнкцией. Эту операцию принято обозначать знаками «л, &» или знаком умножения «х». Сложное высказывание А & В истинно только в том случае, когда истинны обавходящих в него высказывания. Истинность такого высказываниязадается табл. 1.15.Таблица 115 Таблица истинности конъюнкцииАВA&BfalsefalsefalsefalsetruefalsetruefalsefalsetruetruetrueЛогическая схема И реализует конъюнкцию двух или более логических значений. Условное обозначение на структурных диаграммахсхемы И с двумя входами представлено на рис.
1.9, а.Единица на выходе схемы И будет тогда и только тогда, когдана всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будетнуль, на выходе также будет нуль.Связь между выходом z этой схемы и входами х и у описываетсясоотношением: z = х & у (читается как «х И у»). Операция конъюнкции на структурных схемах обозначается знаком «&».671.4. Логические основы ЭВМ, элементы и узлы=£>-/Рис.
1.9. Схемные логические элементы вычислительных машинД и з ъ ю н к ц и я . Объединение двух (или нескольких) высказываний с помощью союза ИЛИ (OR) называется операцией логического сложения, или дизъюнкцией. Эту операцию обозначают знаками « , v» или знаком сложения «+». Сложное высказывание A v Вистинно, если истинно хотя бы одно из входящих в него высказываний (табл. 1.16).Таблица 1 16 Таблица истинности для логической суммы высказыванийАВAv ВAXORBfalsefalsefalsefalsefalsetruetruetruetruefalsetruetruetruetruetruefalseВ последнем столбце табл.
1.16 размещены результаты модифицированной операции ИЛИ - ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (XOR).Отличается от обычного ИЛИ последней строкой (см. такжерис. 1.9, в, г).Схема ИЛИ реализует дизъюнкцию двух или более логическихзначений. Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица,на ее выходе также будет единица.68Глава 1. Вычислительные приборы и устройства...Условное обозначение на структурных схемах схемы ИЛИ с двумя входами представлено на рис. 1.9, 6.
Знак «1» на схеме — отклассического обозначения дизъюнкции как «>1» (т. е. значениедизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1). Связь между выходом i этой схемы и входами х и уописывается соотношением: z = х v у (читается как <ос ИЛИ у»).И н в е р с и я . Присоединение частицы НЕ (NOT) к некоторомувысказыванию называется операцией отрицания (инверсии) и обозначается А (или -Л). Если высказывание А истинно, то В ложно, инаоборот (табл. 1.17).Таблица 7 7 7 Таблица истинности отрицанияААfalsetruetruefalseСхема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания. Связь между входом х этой схемы и выходом z можно записать соотношением z = х, где х читается как «НЕ х» или «ИНВЕРСИЯ х»Если на входе схемы «О», то на выходе «1», и наоборот.
Условное обозначение на структурных схемах инвертора — на рис. 1.9, в.Вентили. Кроме схемных элементов, соответствующих перечисленным логическим операторам, в состав логических схем входяткомбинированные связки, именуемые вентилями, например следующие.Схема И—НЕ состоит из элемента И и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы И (табл. 1.18). Связь между выходомz и входами х и у схемы записывают как х&у, или «ИНВЕРСИЯ хИ у». Условное обозначение на структурных схемах схемы И—НЕ сдвумя входами представлено на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
