Jelátalakítás és kódolás Informatikai alapismeretek - hardver

A Jel A jel érzékszervekkel vagy műszerekkel felfogható- mérhető jelenség, amelynek jelentése van. érzékszervi csoportosításuk szerint vannak látható (vizuális) hallható (audio) szagolható (közvetlenül) nem érzékelhető jelek A jelek technikai, informatikai szempontból való csoportosítása Analóg Digitális

A jelek érzékszervi csoportosítása Vizuális jelek Lehet álló vagy mozgó Két dimenziós Képszerű: rajz, fénykép Stilizált: térkép, műszaki rajz Szimbolikus: számok, karakterek, vonalkód Három dimenziós: hologram, tárgyak Audio jelek Legfontosabb a beszéd és zene A hangjelek tipikusan időbeli analóg jelek!

A jelek technikai, informatikai szempontból való csoportosítása Analóg voltmérő Digitális voltmérő

Az analógia / analóg jelek Jelentése: arányos, megfelelő, hasonló (görög eredetű) Analógnak nevezzük azt a jelet, amelynek az értelmezési tartománya is, az értékkészlete is folytonos, a jel minden időpillanatban értelmezett. folytonos időfüggvénynek tekinthető Például: fizikai jelek, áramerősség, idő, távolság

Digitális jel Analóg mennyiségből digitalizálás útján nyert adatok összessége Digitalizálás: azonos időközönként az analóg mennyiségből mintákat vesznek Analóg jel függvénye A digitális mennyiségnek tehát csak jól meghatározott időpillanatokban van értéke, s ezek az értékek egy véges számú értékkészletből valók

Digitalizálás (Digital Signal Processing) egy fizikai mennyiséget valamilyen módon számítógéppel feldolgozhatóvá teszünk Digitalizálási hiba A hiba annál kisebb, minél több időpontban veszünk mintát az analóg jelből, és a vett mintát minél több értékpontból álló értékskálához közelítjük Mintavételi frekvencia pl.: 44100Hz Felbontás pl.: 16bit (65536) lehetőleg kevés hibával, de kevés letárolandó adattal (normál zenei CD)

Digitalizálás típusai Kép digitalizálása Pl.: Szkenner, fényképező, videokamera (mozgó képekhez) Felbontás: A képdigitalizáló felbontása attól függ, hogy egy adott területet hány képpontra tud bontani Jellemzője: DPI (Dot Per Inch) Hang digitalizálása Pl.: Mikrofon Folyamat: mintavételezés -> kvantálás -> kódolás A Shannon törvény szerint a mintavételi frekvencia legalább kétszeresen legyen az analóg jel legnagyobb szinuszos összetevőjénél.

A digitális hang- és videoformátumok és azok jellemzői WAV: általában nem tömörített, de van rá lehetőség; hullámformás tárolás MP3: alapvetően a pszicho-akusztikus kódolással veszteségesen tömörítve (kihasználja az emberi hallás korlátait) WMA: veszteségesen tömörítve, beépített másolásvédelem MIDI (Musical Instruments Digital Interface): zenei adatok cseréje számítógép és hangszer között Videó tárolása Egyszerre kell a hang és a kép digitalizálását megoldani és összehangolni Nagy mennyiségű állókép -> fontos kérdés a tömörítés Fps (Frame Per Second): a képkockaváltás sebességét adja meg; darabos, ha kevés, nagy méret, ha sok

Adat és adatmennyiség fogalma Az adat fogalma nagyon tág fogalom, gyakorlatilag minden potenciális jel adatnak nevezhető. A számítástechnikában adatnak nevezzük a számokkal leírható dolgokat, melyek számítástechnikai eszközökkel rögzíthetők, feldolgozhatóak, és megjeleníthetőek., azaz az információ konkrét megjelenési formája Az információ fogalma felvilágosítás, tájékoztatás, hír, értesülés, adat, valamire vonatkozó rendszerezett ismeret, új ismeret, újdonság jellegű hír. A vevő számára fontos, érthető, új ismeret. az adatnak tulajdonított jelentés Az informatikában használt mértékegységek és ezek jellemzői információtartalom legkisebb egysége a bit 8 bit = 28 = 256 féle lehetőség -> byte (B) 210 = 1024 a váltószám: B -> KB (kilo) -> MB (mega) -> GB (giga) -> TB (tera)

A bináris szám- és karakterábrázolás A bináris számábrázolás módszere és jelentősége az informatikában a számítógépben alkalmazott elektromos eszközök miatt használják a kettes számrendszert egy kettes számrendszerbeli számjegy az elektronikus alkatrészekben két jól megkülönböztethető feszültségszinttel reprezentálható A bináris karakterábrázolás formái, kódtáblák felépítése, jellemzői BCD (Binary Coded Decimal): 10es számrsz-beli szám ábrázolása, 4bit= 1számjegy ASCII (American Standard Code for Information Interchange) Latin ábécén alapul és az angol nyelvben és sok nyugat-európai nyelvben használatos betűket tartalmaz 27 karakterhelyet tartalmaz UNICODE Nem volt elegendő az ASCII Tartalmazza az ASCII-t és még 128 karakterhelyet Legelterjedtebb típusa az UTF-8

A digitális képek tárolása Raszteres Minden egyes képpontot el kell tárolni (koordináták, színkód) Nagyobb kép = nagyobb fájlméret Tömöríteni kell Formátumok BMP: bitmap, vagyis bittérkép JPEG, JPG: a képet frekvencia tartományba konvertálva tárolja GIF: 256 színű színmélység, LZW algoritmussal veszteségmentesen tömörített fájl, alkalmas animálásra is PNG: LZW algoritmussal veszteségmentesen tömörített fájl, fejlettebb a GIF-nél Vektoros Nem képpontokat tartalmaz, hanem pontok, szakaszok, alakzatok koordinátáit és más adatait Egyfajta matematikai leírás SWF: flash fájl

A színek kódolásának módjai RGB: Red (vörös), Green (zöld), Blue (kék) 2563 féle szín keverhető ki Hexadecimális felírás is elterjedt (pl.: #00 00 00=fekete; #FF FF FF=fehér) CMYK: Cian (cián kék), Magenta (magenta), Yellow (sárga), blacK (fekete) A nyomtatási folyamat alapszínei Alapfogalmak és ami kimaradt Pixel: képpont Megapixel: hány pixelből áll a kép? Pl.:640 X 480 Színmélység: egy adott eszközön vagy tárolási formátumban ábrázolható színek számának leírására használt mérőszám Pl.: 8bit

Előadást készítette: Kovács Kornél Köszönöm a figyelmet  Előadást készítette: Kovács Kornél