ડીજીટલ રુપાંતરણ - ચીરાગ પટેલ Mar 22, 2008

આજે એક સીધી સાદી, પરંતુ એકદમ પાયાની બાબત પ્રત્યે મારું ધ્યાન ખેંચાયું. આપણે કમ્પ્યુટરનો આટલો બહોળો ઉપયોગ કરીએ છીએ, એમાં માહીતીનું ડીજીટાઈઝેશન (digitization) ઘણો જ મહત્વનો ભાગ ભજવે છે.

કોઈ પણ પ્રકારની માહીતી - ધ્વની, દ્રશ્ય કે કોઈ પણ પ્રકારનાં સીગ્નલ (signal) -ને ચોક્કસ સંખ્યા વડે દર્શાવવી એટલે ડીજીટાઈઝેશન. આ પધ્ધતીને સેમ્પલીંગ (sampaling) પણ કહે છે. જેમ કે, કમ્પ્યુટરના માઈક્રોફોન પર આપણે બોલીએ તો એનું ડીજીટલ સ્વરુપ કમ્પ્યુટરમાં રેકોર્ડ થાય છે. ડીવીડીમાં ચલચીત્રનું અંકન, કોઈ પત્રનું સ્કેનીંગ, કે તાપમાન, દબાણ, પ્રકાશ વગેરેની માહીતીને પણ ડીજીટલમાં ફેરવી શકાય છે. એ જ પ્રમાણે, ડીજીટલ માહીતીને પાછી જે તે પ્રકારનાં સીગ્નલમાં ફેરવી શકાય છે. આ પ્રક્રીયા માટે એનેલોગ-ટુ-ડીજીટલ (analog-to-digital) કે ડીજીટલ-ટુ-એનેલોગ (digital-to-analog) એવો શબ્દપ્રયોગ થાય છે. AtoDને એંકોડીંગ (encoding) અને DtoAને ડીકોડીંગ (decoding) પણ કહે છે.

આ પ્રક્રીયા સમજવા માટે એક ઉદાહરણ જોઈએ. અવાજનાં મોજાંને એક સ્થીતીસ્થાપક દોરી સ્વરુપે લો. એક ઉદ્ગમ સ્થાન કલ્પી લો, ત્યાંથી અમુક અંતરે એક રેકોર્ડર મુકેલું છે ત્યાં સુધી આ દોરી બાન્ધેલી છે. રેકોર્ડર દર એક સેકંડે એના તરફની દોરીનો છેડો કેટલો ઉંચે કે નીચે જાય છે, એની માપણી કરે છે. હવે, ઉદ્ગમ સ્થાનેથી કોઈ વ્યક્તી એ તરફનાં દોરીના છેડાને ઉપર-નીચે ઝુલાવે છે. આ ઝોલ ધીરે રહીને અમુક સમયે રેકોર્ડર સુધી પહોંચે છે. રેકોર્ડર દર સેકન્ડે જે માપ લે છે, એ ધારો કે આ મુજબ છે :

સેકંડ — 1 —– 2 —— 3
ઝોલ — 5cm - 2cm - 3cm

હવે, રેકોર્ડર આ માપને બાયનરી સ્વરુપે સંગ્રહે છે એમ વીચારો. આ પ્રક્રીયાને એનેલોગ-ટુ-ડીજીટલ કહેવાય છે. એનાથી વીરુધ્ધ પ્રક્રીયા (ડીજીટલ-ટુ-બાયનરી)માં રેકોર્ડર એના તરફની દોરીને જે તે સેકન્ડે અમુક સેંટીમીટરનો ઝોલ આપે છે.

હવે, રેકોર્ડર જેટલી વધુ ઝડપથી આ માહીતીને માપે એટલી વધુ ચોકસાઈ મળે. એક સેકંડમાં થતું આવું સેમ્પલીંગ એ સેમ્પલીંગ ફ્રીક્વંસી (sampling frequency) તરીકે ઓળખાય છે. રેકોર્ડરની સેમ્પલીંગ ફ્રીક્વંસી જેમ વધારે એમ મુળ માહીતીને વધુ ચોકસાઈથી ફરી રજુ કરી શકાય. વળી, રેકોર્ડર કેટલું ઝીણું માપી શકે છે, એ પણ માહીતીને સંગ્રહવામાં ભાગ ભજવે છે. એનેલોગ માહીતીના સીગ્નલનું કદ મહત્તમ કેટલુ હશે એ મુજબ કેટલા બીટનું સેમ્પલીંગ થાય છે, એ જુઓ. જેમ કે, એક થર્મોમીટર મહત્તમ 100 સેલ્સીયસ માપતું હોય અને જો આ માહીતી 8-બીટ તરીકે સંગ્રહીત થતી હોય, તો સામે આ જ થર્મોમીટરને 16-બીટની માહીતી તરીકે સંગ્રહવામાં આવે તો 1 ડીગ્રીના વધારે ચોક્કસ સ્થાન સુધીનું માપ મળી શકે.

આપણે એમપી3 (MP3)ફાઈલથી પરીચીત છીએ. એમાં જુદાં-જુદાં બીટરેઈટ(bit rate)ને સરખાવી જુઓ. 196 kbits/s અને 256 kbits/s બીટરેઈટ વચ્ચેનો તફાવત સમજો. પ્રથમમાં 196000 બીટ્સ એક સેકંડમાં સંગહીત થાય છે, જ્યારે બીજામાં 256000 બીટ્સ એક સેકંડમાં સંગ્રહીત થાય છે. વળી, સેમ્પલીંગ ફ્રીક્વંસી 44.1 KHz અને 48 KHz સરખાવો. પ્રથમમાં એક સેકંડમાં 44100 વખત સેમ્પલીંગ થાય છે, જ્યારે બીજામાં 48000 વખત થાય છે. હવે, આ સેમ્પલીંગ 8-બીટનું એક એવું થાય અને 16-બીટનું એક એવું થાય, તો એ બે વચ્ચેનો તફાવત સમજો.