Συστήματα Πολυμέσων Ενότητα 7: Ψηφιοποίηση και ψηφιακή επεξεργασία σήματος.

Transcript

1 Συστήματα Πολυμέσων Ενότητα 7: Ψηφιοποίηση και ψηφιακή επεξεργασία σήματος. Επικ. Καθηγητής Συνδουκάς Δημήτριος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Γρεβενά)

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί Ενότητας 4

5 Περιεχόμενα Ψηφιοποίηση και ψηφιακή επεξεργασία σήματος. Πλεονεκτήματα ψηφιακών συστημάτων. Χαρακτηριστικά αναλογικού και ψηφιακού σήματος. Μετατροπή αναλογικού σε ψηφιακό και αντίστροφα, δειγματοληψία, ψηφιοποίηση, κβάντιση τιμών, θεώρημα Nyquist, aliasing. Φασματική ανάλυση, Fourier. Φίλτρα. Το πρότυπο MIDI. Τύποι αρχείων. 5

6 Ψηφιοποίηση και ψηφιακή επεξεργασία σήματος. Εξαγωγή πληροφοριών ή τροποποίηση δεδομένων μέσα από πράξεις. Πλεονεκτήματα ψηφιακών συστημάτων: Ακρίβεια, που εξαρτάται από τον αριθμό των bits. Απόδοση που δεν εξαρτάται από ανοχές εξαρτημάτων ή θερμοκρασία. Δύο ψηφιακά συστήματα μπορεί να είναι ακριβώς ίδια. Επαναπρογραμματίζονται χωρίς αλλαγές στο hardware. Απλούστερη επεξεργασία - ίσως και μοναδική λύση. 6

7 Χαρακτηριστικά αναλογικού και Αναλογικό: ψηφιακού σήματος Μεταβάλλεται συνεχόμενα με τον χρόνο, Μπορεί να πάρει άπειρες τιμές Ψηφιακό: Είναι μια σειρά αριθμών, άρα έχει διακριτές (ξεχωριστές) τιμές στον χρόνο. Είναι πεπερασμένο σε ακρίβεια (συγκεκριμένος αριθμός ψηφίων ή bits). 7

8 Μετατροπή αναλογικού σε ψηφιακό σήμα Δειγματοληψία, ψηφιοποίηση, κβάντιση (στρογγυλοποίηση) τιμών. Θεώρημα Nyquist: δειγματοληπτούμε με συχνότητα μεγαλύτερη από το διπλάσιο της υψηλότερης συχνότητας του σήματος. Aliasing: αν δειγματοληπτούμε λιγότερο συχνά απ ότι πρέπει, κάποιες από τις υψηλές συχνότητες του σήματος θα εμφανίζονται σαν χαμηλές. 8

9 Φασματική ανάλυση Κάθε σήμα μπορεί να αναλυθεί σε μια σειρά ημιτόνων, δηλαδή τις συχνότητες που το συνθέτουν ή αλλιώς, το φάσμα του. Fourier: υπολογίζονται: η συχνότητα, το πλάτος και η φάση κάθε ημιτόνου που απαιτείται για τη σύνθεση οποιουδήποτε σύνθετου σήματος. Φίλτρα: Το βαθυπερατό φίλτρο επιτρέπει τη διέλευση χαμηλών συχνοτήτων, ενώ αποκόπτει τις συχνότητες πάνω από ένα όριο (υψηλές συχνότητες). 9

10 Το πρότυπο MIDI Το Musical Instrument Digital Interface καθορίζει: τον ενδιάμεσο εξοπλισμό και το πρωτόκολλο επικοινωνίας για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ μουσικών οργάνων και υπολογιστών. Καταγράφονται 4 αριθμοί που περιγράφουν: τη νότα που παίχτηκε το μουσικό όργανο που την παρήγαγε την ένταση του ήχου της νότας το χρονικό διάστημα που παίχτηκε η νότα. Τύποι αρχείων. 10

11 Βιβλιογραφία Γεώργιος Β. Ξυλωμένος, Γεώργιος Κ. Πολύζος 2009, Τεχνολογία Πολυμέσων και Πολυμεσικές Επικοινωνίες (1η έκδοση), ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ, Αθήνα, [ISBN: ] Αλέξανδρος Γ. Παπαδημητρίου 2001, Τεχνολογία πολυμέσων (1η έκδοση), Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, Αθήνα, [ISBN: ] Tay Vaughan 2012, Πολυμέσα: Αναλυτικός Οδηγός (8η έκδοση), Α. ΓΚΙΟΥΡΔΑ & ΣΙΑ ΟΕ, Αθήνα, [ISBN: ] Steinmetz & Nahrstedt 2002, Πολυμέσα Θεωρία Και Πράξη, Α. ΓΚΙΟΥΡΔΑ & ΣΙΑ ΟΕ, Αθήνα, [ISBN: ] Φώτης Λαζαρίνης, Τεχνολογίες Πολυμέσων Θεωρία Υλικό Λογισμικό, ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ, Αθήνα, [ISBN: ] 11

12 Τέλος Ενότητας

13 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 13

14 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 14