Актуальність дослідження. Однією з основних задач сучасним
інформаційно-телекомунікаційних систем (ІТКС) є швидкісна передача даних. Коли
мова йде про скорочення часу передачі, то, як правило, йдеться про два шляхи
вирішення цієї проблеми. Перший – збільшення пропускної спроможності каналу
передачі, що не завжди доцільно, оскільки частіше за все пов’язано з технічними
переоснащенням каналу передачі даних, що не завжди припустимо з економічної
точки зору.
Тому
більш прийнятним є інший шлях вирішення проблеми скорочення часу передачі - зменшення об’єму даних, що передаються.
Цей метод тотожній одній з основних задач теорії інформації – кодуванню джерела
або стисненню даних. Особливо це актуально, коли мова йде про передачу одного з
найбільш інформативних типів даних – зображень, які, як відомо,
характеризуються великим об’ємом.
Мета дослідження. Метою дослідження є розробка методу кодування, який забезпечуватиме
більший ступінь стиснення в порівнянні з існуючими методами нестатистичного
кодування при заданому рівні якості відтворення двійкових послідовностей, з
урахуванням можливості його подальшого використання в технології стиснення
зображень.
Запропоновано метод кодування, інваріантний до статистичного, скорочено – метод інваріантно-просторового кодування (ІПК).
Принцип
інваріантно-просторового кодування. Уточнимо просторову
організацію зображення (рис. 1). Як правило, матриця зображення інтерпретується
представленням у одній з колірних моделей. Будемо опиратися на одну з них –
модель RGB, яка представляє зображення у вигляді трьох компонент – червоного R,
зеленого G та блакитного B. Кожна компонента описується матрицею цілочисельних
значень, співрозмірною із зображенням (розмірністю 
).
Діапазон значень при
глибині оцифровки 
складає від 0 до 
, тобто кожне цілочисельне
значення може інтерпретуватися двійковою послідовністю довжиною 
. Сукупність бітів 
(
) й складає 
-й бітовий шар.
Двійкові
послідовності (ДП) у складі 
-го бітового шару
складаються з послідовних суміжних бітів 
.
Визначимо
кореляційну ознаку – сумарну бітову
кореляцію пікселів у ДП у складі бітового шару зображення. Оскільки для
визначення принципу кодування не має значення орієнтація суміжних пікселів у
бітовому шарі та порядок бітового шару, для спрощення викладення перейдемо від
індексації бітів у зображенні до індексації у ДП.
Сумарна бітова кореляція пікселів у ДП 
довжиною 
складає:
Для спрощення
викладення матеріалу позначатимемо 
через 
.
Кореляційна група –
множина двійкових послідовностей, які характеризуються однаковим значенням
кореляційної ознаки 
. Кореляційну групу, яку визначає ознака 
, позначатимемо 
.
Інваріантно-просторовим кодуванням (ІК) називатимемо привласнення послідовності її порядкового номера у кореляційній
групі 
– інваріантного
коду. Значення інваріантного коду буде меншим за десяткове значення двійкової
послідовності. За рахунок цього й буде
забезпечуватися стиснення.
Сформуємо аналітичну модель методу
інваріантно-просторового кодування. Значення коду інваріантно-просторового кодування
(ІПК) 
для двійкової
послідовності довжиною 
згідно значення
сумарної бітової кореляції 
:
функція 
– функція
визначення сумарної бітової кореляції у розширеній двійковій послідовності; 
– сумарна
бітова кореляція у двійковій послідовності 
, яка чисельно дорівнює 
функція 
– функція
визначення десяткової інтерпретації двійкової послідовності довжиною 
; функція 
– функція
визначення двійкової інтерпретації довжиною 
цілого числа 
.
Висновки. Запропоновано метод
кодування даних, інваріантний до статистичних – метод інваріантно-просторового
кодування (ІПК). Визначена кореляційна ознака двійкових послідовностей: сумарна
бітова кореляція двійкової послідовності. Сформульоване визначення процедури
кодування за визначеною кореляційною ознакою, згідно якого кодуванням ІПК є
привласнення двійковій послідовності її
порядкового номера у кореляційній групі. Сформовано правило розрахунку
порядкового номера ІПК двійкової послідовності в кореляційній групі за
значенням сумарної бітової кореляції двійкової послідовності.
ЛІТЕРАТУРА:
1.
Урсул А.Д.
Нестатистические подходы в теории информации / А.Д. Урсул // Вопросы
кибернетики.–1967.–№2.– С. 88–93.
2.
Шеннон К.
Работы по теории информации и кибернетике / К. Шеннон - М.: Изд – во иностр. лит – ры, 1963. – 793 с.
3.
Юдін.
О.К. Методи структурного кодування даних в автоматизованих
системах управління / О.К. Юдін – К.: НАУ, 2007.
4.
Юдін
О.К. Кодування в
інформаційно-комунікаційних мережах: – Монографія. - К.: НАУ, 2007.-308с.
5.
Баранник В.В. Двопризнаковое структурное кодирование массивов
двоичных данных / В.В. Баранник, А.К. Юдин // Автоматизированные системы
управления и приборы автоматики.– Х.:ХНУРЭ, 2005. - №133.- C. 64-72.
6.
Юдін О.К. Обгрунтування
ефективності двоознакового структурного кодування у двійковому поліадичному
просторі / О.К. Юдін // Проблеми інформатизації та управління: Збірник наукових
праць. – К.:НАУ, 2006. – Вип. 2(17). – С.137–141.
7.
Юдін
О.К. Метод кодування двійкових послідовностей за кількістю
бітових переходів / К.О. Курінь, М.Г. Луцький, О.К. Юдін // Наукоємні
технології. – К.: Вид-во Нац. авіац. ун-ту «НАУ-друк», 2012. – № 4 (16). – С.
98-102.
