Trabalho a.i
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TECNOLOGIAS MULTIMÉDIA
A.I – B / Ano Letivo 2013/2014
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
•A Representação Digital consiste na forma como os dados são apresentados no meio virtual.
•Esta permite a utilização de programas para armazenar, modificar, combinar e apresentar todos os tipos de media.
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
DOIS TIPOS DE SINAIS
Sinal Analógico Sinal Digital
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITALSinal Analógico Sinal Digital
- SINAL QUE ASSUME UM CONJUNTO DE
DADOS CONTINUOS AO LONGO DO TEMPO
- SINAL QUE ASSUME UM CONJUNTO DE VALORES
DESCONTINUOS PROCESSADOS EM
INTERVALOS DE TEMPO DISCRETOS
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITALSinal Analógico Sinal Digital
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
- PODE TOMAR UMA GAMA DE VALORES NUM
INTERVALO INFINITO
-APENAS PODE SER REPRESENTADO PELOS
VALORES 0 E 1
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITALSinal Analógico Sinal Digital
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
- UTILIZADO POR ALGUMAS TELEVISÕES DE SINAL ANALÓGICO,
MICROFONES ETC..
- UTILIZADO POR SISTEMAS
INFORMÁTICOS COMO O COMPUTADOR E ALGUM
HARDWARE
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
A REPRESENTAÇÃO DIGITAL UTILIZA O SINAL DIGITAL
OS NIVEIS DE TENSÃO ELÉTRICA QUE CIRCULAM NOS CIRCUITOS ELETRÓNICOS DOS COMPUTADORES SÃO CONSTISITUIDOS APENAS POR DOIS NIVEIS DE
TENSÃO ELÉTRICA.
AO NIVEL MAIS BAIXO ASSOCIA-SE O VALOR LÓGICO 0 (ZERO) E AO MAIS ALTO O VALOR 1 (UM).
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
A REPRESENTAÇÃO DIGITAL UTILIZA O SINAL DIGITAL
A ESTE PROCESSO DE FUNCIONAMENTO DE CIRCUITOS DIGITAIS ATRAVÉS DOS VALORES 0 E 1
RECONHECE-SE O BIT.
OS SISTEMAS COMPUTACIONAIS FUNCIONAM COM BASE NA INFORMAÇÃO DO BIT
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
A REPRESENTAÇÃO DIGITAL UTILIZA O SINAL DIGITAL
A ESTE PROCESSO DE FUNCIONAMENTO DE CIRCUITOS DIGITAIS ATRAVÉS DOS VALORES 0 E 1
RECONHECE-SE O BIT.
OS SISTEMAS COMPUTACIONAIS FUNCIONAM COM BASE NA INFORMAÇÃO DO BIT
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
SITUAÇÃO-PROBLEMA
De forma resumida reconhece-se então a utilização do sinal digital em computadores. Mas nem todos os sistemas hardware utilizam o sinal digital sendo necessário ocorrer uma transformação do sinal
Analógico para o Digital num processo designado por
DIGITALIZAÇÃO
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
SITUAÇÃO-PROBLEMA
EXEMPLO
MICROFONE
O MICROFONE CAPTA ONDAS SONORAS. ESTAS SÃO CONTINUAS NO TEMPO E PODEM APRESENTAR UM CONJUNTO DE VALORES INFINITOS. SÃO TRANSPORTADAS NO MICROFONE ATRAVÉS DE SINAL ANALÓGICO UMA VEZ QUE APRESENTAM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS DESTAS.
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
DIGITALIZAÇÃO
Amostragem
Quantização
Codificação
1º
2º
3º
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Na pratica, a amostragem, a quantificação e a codificação podem ser feitas por um único circuito eletrónico, e não necessariamente nesta ordem, ou
até mesmo simultaneamente.
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Amostragem
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Amostragem-Quantização-Codificação
A Amostragem consiste no processo que permite a
retenção de um conjunto finito de valores discretos do
sinal analógico.
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Amostragem-Quantização-Codificação
O sinal Analógico é constituído por um conjunto infinito de valores e é continuo no TEMPO e em AMPLITUDE.
O processo de Amostragem irá formar um sinal com as características do inicial mas em intervalos de tempo discretos e em Amplitude PAM
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Amostragem-Quantização-Codificação
Para amostrar o sinal multiplica-se o sinal analógico por impulso elétrico em intervalos de tempo iguais.
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Amostragem-Quantização-Codificação
O circuito que permite amostrar o sinal é como uma chave que se fecha por um curtíssimo instante.
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Amostragem-Quantização-Codificação
Como a chave se fecha por um tempo extremamente curto, teremos na sua saída um sinal em forma de pulsos estreitos, com amplitude igual ao valor instantâneo do sinal original, chamados pulsos PAM (pulsos modulados em amplitude)
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Amostragem-Quantização-Codificação
EXEMPLO
INSTANTE ZERO12(SINAL ANALÓGICO)
X1(IMPULSO ELÉTRICO)
=12 (NOVO SINAL)
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Amostragem-Quantização-Codificação
EXEMPLO
INSTANTE DEZ10,5(SINAL ANALÓGICO)
X1(IMPULSO ELÉTRICO)
=10,5 (NOVO SINAL)
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Amostragem-Quantização-Codificação
QUANTIZAÇÃO
Amostragem-Quantização-Codificação
O circuito eletrónico que efetua a
conversão designa-se por CONVERSOR
ANALÓGICO DIGITALA/D
Consiste na passagem do conjunto de valores infinitos dos sinais PAM em amplitude para
valores finitos.
Amostragem-Quantização-Codificação
Após a Amostragem os sinais apresentam valores em volts infinitos, ou seja, poderemos obter valores como 8,3 Volts ou 10,5
Estes sinais são assim quantizados em valores inteiros abaixo ou acima dos valores apresentado:
8,3 Volts -> 8 Volts10,5 Volts -> 11 Volts
Amostragem-Quantização-Codificação
ESTE PROCESSO LEVA A UM ERRO DE QUANTIZAÇÃO POIS NÃO SE OBTEM UM SINAL PERFEITAMENTE IGUAL AO SINAL ANALÓGICO INICIAL(DIFERENÇA EM AMPLITUDE)
Amostragem-Quantização-Codificação
A ONDA QUANTIZADA É AGORA FINITA EM
AMPLITUDE!ESTE PASSO É
NECESSÁRIO PARA SE PODER REALIZAR A
CODIFICAÇÃO!
Amostragem-Quantização-Codificação
EXEMPLO
UMA ONDA CUJOS SINAIS PAM ESTEJAM CONTIDOS NUM INTERVALO DE 0 A 256 PODERÃO CONTER TODOS OS VALORES DESTE INTERVALO ( 2,4736377 ; 100,3 ; 234,001 ,ETC) – VALORES INFINITOS
QUANTIZAÇÃO
ORIGINA ONDA COM APENAS 257 VALORES POSSIVEIS
(APENAS ADMITE VALORES INTEIROS!)
CODIFICAÇÃO
Amostragem-Quantização-Codificação
A CODIFICAÇÃO É O PROCESSO QUE PERMITE A REPRESENTAÇÃO DOS IMPULSOS
QUANTIZADOS EM LINGUAGEM BINÁRIA, OU SEJA NUMA SEQUÊNCIA DE BITS (ZERO
E UM).
GERA-SE UM SINAL DIGITAL!
Amostragem-Quantização-Codificação
COMO JÁ REFERIDO ANTERIORMENTE OS CIRCUITOS ELÉTRICOS DOS SISTEMAS
COMPUTACIONAIS APENAS ADMITEM DOIS NIVEIS DE TENSÃO ELÉTRICA.
0 BIT (ZERO)Baixa Tensão
(Low)
1 BIT (UM)Alta Tensão
(High)
SISTEMA DE NUMERAÇÃO BINÁRIO
Amostragem-Quantização-Codificação
SISTEMA DE NUMERAÇÃO BINÁRIO
OS VALORES 0 E 1 SÃO DESIGNADOS POR BIT
(BInary digiT).
A CADA VALOR DE TENSÃO ELÉTRICA (VALOR DECIMAL)
CORRESPONDE UMA SÉRIE DE VALORES BIT
EXEMPLOS:
0101 -> 9 VOLT0011 -> 3 VOLT10011010 -> 154 VOLT
8 BITS CORRESPONDEM A
1 BYTE
Amostragem-Quantização-Codificação
SISTEMA DE NUMERAÇÃO BINÁRIO
PROCESSO DE CONVERSÃO VALOR DECIMAL PARA VALOR BINÁRIO
DIVISÃO DO NÚMERO DECIMAL
SUCESSIVAMENTE POR 2 ATÉ SE OBTER O VALOR 2, O RESTO DA DIVISÃO DE CADA ALGARISMO RESULTARÁ NO SINAL
BINÁRIO!
EXEMPLO:
NÚMERO: 15
Amostragem-Quantização-Codificação
SISTEMA DE NUMERAÇÃO BINÁRIO
PROCESSO DE CONVERSÃO VALOR DECIMAL PARA VALOR BINÁRIO
EXEMPLO: NÚMERO: 200
Amostragem-Quantização-Codificação
SISTEMA DE NUMERAÇÃO BINÁRIO
PROCESSO DE CONVERSÃO VALOR BINÁRIO PARA VALOR DECIMAL
EXEMPLO: 011100 Multiplicam-se todos os
dígitos binários pelo valor decimal da
potência de 2. Somam-se os resultados obtidos e o
resultado será o número decimal convertido!
Amostragem-Quantização-Codificação
CODIFICAÇÃO DO SINAL QUANTIZADO
PCM (Pulse-CodeModulation)
Impulso de amplitude fixa, duração constante e valores lógicos 0 ou 1
Amostragem-Quantização-Codificação
CODIFICAÇÃO DO SINAL QUANTIZADO
CONSOLIDAÇÃO
SÍNTESE
TRANSFORME ESSA ONDA SONORA
NUM SINAL DIGITAL!
Amostragem
V V
1
3
5
9
7
11
13
15
17 17
15
13
11
9
7
5
3
1
1
t t
t
SINAL ANALÓGICO SINAL AMOSTRADO
IMPULSO ELÉTRICO
1 s
Quantização
V V
1
3
5
9
7
11
13
15
17 17
15
13
11
9
7
5
3
1
t t
SINAL ANALÓGICO SINAL AMOSTRADO
CONVERSOR A/D
t: 0s VALOR :_______
t: 1s VALOR :________
t: 2s VALOR :________
t: 3s VALOR :________
VALORES QUANTIZADOS
Codificação
7
14
5t: 0s VALOR :______/_______
t: 1s VALOR :_______/_________
t: 2s VALOR :_______/_________
t: 3s VALOR :_______/________
QUANTIZADOS / CODIFICADOS
6
SINAL PCM DIGITAL
As imagens via scanner são processadas também pela digitalização. Cada pixel de imagem é constituído por uma determinada quantidade de bits. Quanto maior o número de bits maior a qualidade de imagem !
OBS: O PROCESSO DE QUANTIZAÇÃO ESTÁ RELACIONADO COM A PERDA
DE QUALIDADE DE CERTAS IMAGENS DEVIDO AO ERRO DE QUANTIZAÇÃO
QUANDO OS VALORES REAIS SÃO ARREDONDADOS PARA VALORES
INTEIROS!
Curiosidade:
A tabela ASCII (AmericanStandard Code for Information Interchange) é uma tabela que combina números binários com símbolos. É através desta tabela universal que o computador associa cada código binário a números, letras, acentos, etc…
VANTAGENS DA REPRESENTAÇÃO DIGITAL
Universalidade na utilização do sinal digital.
Sinal Digital não sofre, ao contrário do sinal analógico, de ruído e distorções.
Maior nível de processamento da informação, esta pode ser manipulada e alterada em outros sistemas.
DESVANTAGENS DA REPRESENTAÇÃO DIGITAL
A maior desvantagem passará pelo facto do sinal digital nunca ser perfeitamente igual ao sinal analógico original. Isto deve-se às alterações efetuadas durante aos processos de amostragem e quantificação em que ocorre perda de informação que não pode ser jamais recuperada.
FIM