Систему, яка передає повідомлення без помилок зі швидкістю, яка визначається пропускною здатністю, називають ідеальною системою передачі інформації або ідеальною системою зв'язку. Така система практично побудована бути, мабуть, не може. Однак можуть бути отримані хороші наближення до ідеальної системи. Шеннон (Shannon, 1949) вказав на наступні властивості систем передачі інформації, що наближаються до ідеальних, в умовах, для яких виведена формула (57), тобто при дії білого гаусового шуму із заданою середньою потужністю.
1. Швидкість передачі інформації наближається до
Середня кількість інформації на один відлік (елемент) при цьому прагне до
(61)
На рис. 53 у полулогарифмическом масштабі побудована залежність C/2W від Pc/Рш. У всіх реальних системах середня кількість інформації на один елемент буде при даному відношенні Pc/Рш менше, ніж на рис. 53.
2. Частота помилок при прийомі повідомлення наближається до нулю.
3. Для максимально ефективного використання каналу необхідно провести статистичне кодування повідомлень (див. главу третю). Після такого кодування усуваються статистичні взаємозв'язки в сигналі. Тому сигнал за своїми статистичними властивостями наближається до «білого» шуму.
4. Пропускна здатність при відомому числі відліків визначається відношенням сигнал/шум. Якщо це відношення стає менше, ніж те, на яке розрахована пропускна здатність системи, то частота помилок почне швидко зростати з подальшим зменшенням Pc/Рш. Кажуть, що пороговий ефект у системах, що наближаються до ідеальних, стає дуже гострим.
5. Ще одна важлива властивість системи, що наближається до ідеальної, пов'язане зі статистичними погодженням. Внаслідок статистичної надмірності джерела повідомлень інформація надходить у канал з нерівномірною швидкістю. Статистичне узгодження джерела повідомлень і каналу, обов'язково здійснюється за в ідеальній системі, полягає у вирівнюванні швидкості передачі. Для статистичного узгодження треба розбити повідомлення на відрізки достатньої довжини і закодувати кожен відрізок ефективним кодом. Якщо повідомлення надходить по одному каналу у вигляді сигналу, що є функцією часу, то знадобиться затримати сигнал на деякий час, записати його в проміжному запам'ятовуючому пристрої, поки не закінчиться кодування відрізка повідомлення. Затримка проводиться для вирівнювання швидкості подачі інформації в канал зв'язку. Істотно тут те, що завдяки затримці проводиться одночасне ефективне кодування великої групи елементів вихідного повідомлення. Таке групування елементів може проводитися не тільки в часі, але і в просторі. Чим ближче система до ідеальної, тим більше число елементів вихідного повідомлення повинно бути згруповано для перекодування.
Те, що було сказано про пропускної здатності каналу зв'язку з шумами і про властивості ідеальної системи, може здатися не мають прямого відношення до зоровій системі. Наше наступне завдання буде полягати в тому, щоб докласти ці важливі, хоч і здаються на перший погляд абстрактними, положення до проблеми передачі інформації в зоровій системі. Ми вже мали багато випадків переконатися, що зорова система добре пристосована до передачі інформації. У сітківці відбуваються просторова сумація і тимчасове накопичення для первинного виділення корисного світлового сигналу з флуктуацій. Зорова система має дискретну структуру і використовує дискретні двійкові коди, що значно підвищує завадостійкість. Функціональна організація зорової системи добре пристосована до статистичних властивостей зображень. Виявлені операції декорреляции зображень і є підстави припускати, що в зоровому аналізаторі проводиться статистичне кодування. Зорова система використовує статистичні методи виявлення сигналів. Тепер ми зможемо переконатися в більшій - у тому, що зорова система має властивості нагадують властивості ідеальної системи передачі інформації.
Рис. 53. Залежність пропускної здатності від відношення сигнал/шум.
