المقال الاول: عملية الــــ Encoding

[Dr.Ala_Almahameed]

سوف نقوم اليوم بالتحدث عن العمليات التي تتم من خلال مرحلة الــــــ(Encoder), والتي يوضحها الشكل التالي:


1. اول المراحل عملية التحويل من Analogue to Digital: حيث تتم هذه العملية للصوت والصورة كل على حدا كما يظهر في الرسم في الاعلى.
2. المرحلة الثانية وهي الـــــEncoding: تتم هذه العملية ايضا لكل من الصوت والصورة على حدا. يتم ضغط المعلومات وتحويلها الى شكل قابل للارسال (Packetized Video and Audio stream) بحيث يحتوي كل Packet على المعلومات المراد ارسالها (صوت او صوره). من ثم يتم جمع كل من Audio and Video Packetized Streams بالاضافة الى الوقت (Time Stamp) والذي يساعد على اعادة تشكيل المعلومات بالترتيب الصحيح اثناء عملية الاستقبال, ايضا الـــ Service Name و الـــ Conditional Access ان وجد والذي له علاقة بالتشفير. كل هذه المعلومات يتم جمعها عن طريق الـــــMultiplexer كوحدة واحدة تسمى Transport Stream. لنتحدث الان قليلا عن عملية الضغط (Compression) للصوت والصورة.

1. الصوت: هنا نتحدث عن تقنية MPEG1 Layer II والتي ما زالت تستخدم للصوت والتي تقوم بضغط الصوت بين 32 and 384 kbps. يتم مشاهدة هذه الارقام في جهاز الـــــ Encoder في الصفحة الخاصة بالـــــAudio Encoder, حيث يتاح لنا الاختيار بين عدة ارقام تعبر عن الـــAudio Bit rate. تبدأ عملية ضغط الصوت بإزالة الاصوات التي لا يمكن للاذن البشرية من سماعها (Removing Audio information below hear threshold). الــــ hearing threshold Curve يظهر في الصورة المرفقة, والذي يختلف نسبيا باختلاف العمر.




من ثم يتم ازالة الاصوات الادنى بسبب تأثير الاصوات الاعلى منها عليها وحجب امكانية سماعها او ما يسمى بالــــــMasking.

2. الصورة: اشهر تقنيتين تستخدم حاليا هما الـــــMPEG2 and MPEG4. وكما في الصوت تبدأ العملية بتحويل الصورة من Analogue to Digital, من ثم تبدأ عملية الضغط للصورة. لماذا يتم ضغط الصورة؟ ان الهدف من عملية الضغط (Compression) نقل الصورة بأقل bit rate ممكن وبالتالي التوفير في الحيز الفضائي Bandwidth والذي يؤدي بالضرورة الى تقليل التكاليف, مع ضرورة المحافظة على جودة الصورة بقدر الامكان. سوف نشرح عن MPEG2 ونتطرق للــــ MPEG4 في مقالات اخرى ان شاء الله.
الـــMPEG هي اختصار لــ Moving Picture Expert Group, لكن الاختصار والاسم لا يعنينا كثيرا, المهم ماذا يحصل هنا. الصورة (Frame) مكونة من عناصر, لكن قبل ذلك نحن نتحدث عن الفيديو والذي هو مجموعة من الصور تتحرك بسرعة معينة (more than 20 frame/second) بحيث لا تستطيع العين ان تراها كصور منفصلة, بل كفيديو. نعود الى عناصر الصورة والتي اما ان تكون متشابهة او قريبة من بعضها البعض كقيم "حيث ان كل عنصر يحتوي على لون او مجموعة الوان كل له قيمة" وذلك يتيح امكانية ان يتم توقع العنصر المكون للصورة من العنصر القريب منه مكانيا. ومن هنا يمكن ان نقوم بالتخلص من العناصر الموجود لها شبيه في الصورة (Redundant Elements) و العناصر التي يمكن توقعها. وتسمى هذه العملية بالــــIntra-Frame Coding . ويستخدم الــــ MPEG 2 Compression لوغاريثم يسمى بالــــ Discrete Cosine Transform DCT من اجل هذه الغاية. شي اخر, يمكن توقع العنصر من خلال العناصر الموجودة في الصورة القريبة!!!! " قلنا بأن الفيديو عبارة عن مجموعة من الصور يتم عرضها بسرعة بحيث لا تستطيع العين بأن تلحظ بأنها صور, بل تراها حركة مستمرة (فيديو)", Inter-Frame Coding هو ما يطلق على عملية ازالة العناصر والتي لها شبيه في الصورة القريبة والتي تتم بأستخدام Differential Pulse Code Modulation او DPCM.
ماذا بعد؟ يكفي ما سبق لمعرفة كيفية الحصول على حجم اقل للصورة بعد عملية الضغط على ان نكمل في المقال القادم ان شاء الله.