Daniel Olejár, Martin Stanek: Úvod do teórie kódovania

10 KAPITOLA 2. ZÁKLADNÉ POJMY A OZNAČENIAspracovávat’, majú formu postupnosti slov 2 nad abecedou Σ S .Kóder K 1 – kódovanie zdrojových údajov. Forma, v ktorej sú zapísané zdrojové údaje,nemusí byt’ vhodná pre d’ašie spracovanie, a preto je postupnost’ slov vytvorená zdrojompred d’alším spracovaním zakódovaná. Toto kódovanie sa nazýva kódovanie zdrojovejinformácie, alebo kódovanie zdroja a realizuje ho kóder K 1 . Výsledkom kódovaniazdrojovej informácie je postupnost’ symbolov kódovej ebecedy Σ C , ktorú budeme nazývat’správou. Ked’že pôvodnú informáciu ziskavame priamo zo zdroja, kódovanie zdrojanemusí riešit’ ochranu údajov pred prípadnými chybami, ale plní inú úlohu—zaist’ujedosiahnutie efektívnosti zápisu zdrojovej informácie. Výsledkom kódovania zdrojovýchúdajov je (v ideálnom prípade) najkratšia správa nad kódovou abecedou, na základektorej možno v plnom rozsahu zrekonštruovat’ zdrojové údaje v pôvodnej podobe. Požiadavkana efektívnost’ kódovania správy sa dá vyjadrit’ tak, že vo výslednej (kódovanej)správe sa l’ubovol’ná k-tica znakov kódovej abecedy bude vyskytovat’ s rovnakou pravdepodobnost’ou3 .príjemca ✛dekóderD 1✛ dekóderD 2✛ demodulátor✛ prijímač ✛pren osovýk análšum✲zdroj S ✲ kóder K ✲ 1 kóder K 2✲ modulátor ✲ vysielač ✲Obrázok 2.2: Zovšeobecnený model komunikačného systémuNa tomto mieste sa na chvíl’u zastavíme. Shannonov model komunikačného systémupredpokladá, že v ideálnom prípade sa príjemcovi podarí zrekonštruovat’ správu vpôvodnom tvare. Aj ked’ sa v reálnych systémoch používa kódovanie zdroja, ktoré realizujetzv. bezstratovú kompresiu (data compaction), údaje generované zdrojom častokrátobsahujú informáciu, ktorú príjemca nedokáže využit’. Bezstratová kompresia takýchtoúdajov by viedla ku správam, ktoré by boli zbytočne rozsiahle. Ak dokážeme určit’, ktoráinformácia obsiahnutá v zdrojových údajoch je podstatná a ktorá nie, môžeme na kódovaniezdrojových údajov použit’ efektívnejšie kódovanie, založené na odfiltrovaní takredundancie, ako aj nepodstatnej informácie obsiahnutej v zdrojových údajoch. Takétokódovanie zdroja, pri ktorom dochádza k istej strate informácie sa nazýva (kompresiaso stratou informácie, data compression). Príkladom môže byt’ kódovanie hudby,ktoré využíva skutočnost’, že údaje obsahujú informáciu ktorú príjemca nedokáže využit’(nepočutel’né zvuky); táto informácia sa pri kódovaní zdroja jednoducho odfiltruje a tým2 v krajnom prípade slov dĺžky 1, teda znakov zdrojovej abecedy3 Zmyslom kódovania zdroja je odstránit’ redundanciu (nadbytočnost’) pôvodného zápisu. Požiadavkana rovnakú pravdepodobnost’ výskytu všetkých k-tic kódovej abecedy znamená, že v kódovanej správe užnebude možné objavit’ nejakú zákonitost’, ktorá by sa dala využit’ na d’alšie zefektívnenie zápisu.