Как работают переводчики азбуки Морзе: от световых сигналов к тексту

Переводчик азбуки Морзе преобразует последовательности точек и тире в читаемый текст. Онлайн-конвертеры текста встречаются на каждом шагу, но куда интереснее и полезнее переводчики, работающие в реальном времени, — те, что расшифровывают настоящие световые или звуковые сигналы.

Перевод текста

Простейшая форма перевода Морзе — из текста в текст: вы вводите точки и тире, а переводчик выдаёт буквы. В основе — обычная таблица соответствий, где каждому символу сопоставлен его эквивалент в Морзе.

Например:

• Ввод: .... . .-.. .-.. ---
• Вывод: HELLO

Расшифровка сигнала в реальном времени

Перевод настоящих сигналов Морзе (световых вспышек или звуковых тонов) устроен сложнее. Вот как это работает.

1. Обнаружение сигнала

Сначала переводчик должен обнаружить сам сигнал:

• Свет: камера покадрово измеряет изменения яркости.
• Звук: микрофон улавливает частоту и громкость тона.

2. Определение порога

Адаптивный порог отделяет «включено» (сигнал есть) от «выключено» (сигнала нет):

• замеряет уровень фоновой яркости или шума;
• задаёт порог выше уровня шума;
• непрерывно подстраивается под меняющиеся условия.

3. Анализ тайминга

Как только определены состояния «включено/выключено», переводчик измеряет длительности:

• короткое «включено» — точка;
• длинное «включено» (втрое длиннее точки) — тире;
• короткое «выключено» — пауза между элементами;
• среднее «выключено» (втрое) — пауза между символами;
• длинное «выключено» (в семь раз) — пауза между словами.

4. Распознавание символа

Когда точки и тире определены, двоичное дерево или таблица соответствий сопоставляет каждую последовательность символу. Дерево Морзе начинается от корня: точка ведёт влево, тире — вправо, и так до листа с расшифрованным символом.

5. Подстройка под скорость

Хорошие переводчики автоматически определяют скорость передачи, измеряя самое короткое «включено» (это должна быть точка) и масштабируя под него все временные пороги.

Сложности расшифровки в реальном времени

• Шум: перепады фонового освещения, дрожание камеры, звуковые помехи.
• Разброс скорости: человек передаёт не идеально ровно.
• Тайминг Фарнсуорта: некоторые отправители используют иные промежутки между символами.
• Сила сигнала: слабые или далёкие сигналы бывает трудно различить.

Как расшифровывает Морзе наше приложение

Приложение «Азбука Морзе» использует камеру телефона как переводчик Морзе в реальном времени:

1. Обработчик кадров снимает данные о яркости на частоте 30+ кадров в секунду.
2. Адаптивный порог подстраивается под фоновое освещение.
3. Анализ тайминга определяет точки, тире и паузы.
4. Автоопределение скорости подстраивается под любой темп передачи.
5. Поддержка двоичного протокола позволяет также расшифровывать двоичные сигналы в манчестерском кодировании.

Весь процесс идёт прямо на устройстве без задержек — интернет не нужен.

Скачайте бесплатно для iOS или Android.