JELÁTALAKÍTÁS ÉS

KÓDOLÁS – I.

Jel

Kódolt formában információt hordoz.

Fajtái informatikai szempontból:

Analóg jel

Digitális jel

Analóg jel

Az analóg jel két érték között bármilyen tetszőleges értéket felvehet, vagyis az ilyen jel

a két érték között folytonos. Pl.: tömeg, idő, áramerősség ilyen fizikai jel.

Az analóg jel egy folyamatosan változó jel idő és amplitúdó szerint egyaránt. Leginkább abban különbözik a digitális jeltől, hogy az apró ingadozásoknak, hullámzásoknak is van jelentésük.

Az analóg jel a közvetítő eszköz valamilyen tulajdonságát használja ki a jel információtartalmának továbbításához.

Digitális jel

Olyan jel, ami csak véges számú, előre meghatározható értéket vehet fel. Ilyen érték pl.: az

iskolai osztályzat, egy iskolába járó diákok száma.

Az analóg jelhez képest jóval hibatűrőbb a zajokkal szemben.

(A digitális jel valamely változó jelenségnek, vagy fizikai mennyiségnek diszkrét (nem folytonos), megszámlálhatóan felaprózott, s így számokkal felírt értékein alapul.)

A digitális adat-átvivő jelek az elektronikus, vagy optikai impulzus két lehetséges értéke közül az egyiket vehetik fel.

Probléma

A környezetünk zöme analóg

jeleket állít elő, viszont a

számítógépek (zöme) digitális

jeleket tudnak feldolgozni.

Megoldás: analóg jel

digitalizálása.

Digitalizálás

Analóg jelből digitális jel előállítása. Fázisai:

Mintavételezés: adott időközönként mintavétel az

analóg jelből. A következő mintavételig eltelt időben

történő analóg jelváltozás elveszik.

Kvantálás: a vett mintaértékek besorolása egy-egy

értéktartományba – hiszen ezen is csak véges számú

értéket vehet fel a digitális jel.

Digitalizálás II.

A digitalizált jel minősége javítható:

Mintavételezési időköz csökkentése, vagyis a minél

gyakoribb mintavételezéssel – ld. MP3

A kvantálási tartományok szűkítése, vagyis minél

több kvantálási tartomány megadása – ld. egy

digitális kép felbontása

AD átalakító

Mintavételezés

Kvantálás

Hang digitalizálása

CD minőségű hang digitális előállításához

legalább 44,1 kHz-es mintavételi frekvenciát kell

használni, vagyis az átalakítandó analóg hangból

1 mp alatt 44100-szor kell mintát venni.

Valójában az a szokás, hogy a digitalizálandó

hang legmagasabb frekvenciájának kétszeresére

állítják a mintavételi frekvenciát.

Hang digitalizálása II.

A mintavétel során keletkezett értékeket

tartományokba sorolják a kvantálás során – minél

többféle kvantálási tartományt használnak, annál

jobb lesz a digitális hang minősége.

A kvantálás minőségét bitben adják meg. Pl.: a 16

bites kvantálás azt jelenti, hogy 216-on (65536)

kvantálási tartományt használnak.

Hang digitalizálása III.

A digitalizálás során azt is el kell dönteni, hogy egy vagy két csatornán rögzítjük a jelet, vagyis mono vagy sztereó (térérzetet adó) hangot hozunk létre.

A létrejött digitalizált adathalmazt rögzíteni kell valamilyen (fájl)formátumban:

Tömörítetlenül – nincs átalakítás, de nagy fájlméret: WAV, AIFF.

Tömörítetten: van átalakítás (zömében veszteséget okozó) – lejátszásához dekóder kell, de kisebb méret, pl.: FLAC (veszteségmentes); MP3, WMA.

Hang digitalizálása IV.

Mikrofonból jövő

analóg jelet a

hangkártya

digitalizálja a

számítógépben.

Audacity

Kép digitalizálása

Szkenner, digitális fényképezőgép vagy telefon,

stb. állítja elő a digitális képi jelet.

Egy kép digitalizáltságának, digitális minőségének

jellemzésére két értéket szokás megadni:

Felbontás: mintavételezés gyakoriságától függ

Színmélység: a kvantálási szintek számosságától

függ.

Kép digitalizálása II.

Felbontás: jelentése, hogy a képből milyen

sűrűséggel vesznek mintát, mennyire részletgazdag

a mintavétel.

Mértékegysége: DPI. Jelentése, hogy hány pixel

(tovább nem bontható képpont) különböztethető

meg 1 inch-en az adott technológia mellett.

Kép digitalizálása III.

Színmélység: hányféle szín különböztethető meg a

digitalizálás (kvantálás) során a mintákban.

Bitben adják meg, pl.: 48 bites színmélység

jelentése annyi, hogy az adott eszköz 248-on féle

színárnyalatot tud megkülönböztetni.

Kontraszt: az egyes képpontok fényessége

mennyire tér el egymástól.

Kép digitalizálása IV.

Színkódolási eljárások

RGB (Red – Green – Blue)

Additív színkeverés a 3 alapszínből;

24 bites színmélység esetén mindhárom összetevőt 1

byte-on írhatjuk le hexadecimális számokkal:

#00AA00

Legnagyobb érték #FFFFFF a fehér; legkisebb

#000000 a fekete szín;

A 3 alapszínt azonos mennyiségben tartalmazó

színkód, a szürke egy árnyalata;

Ilyen elven működnek pl.: a monitorok.

Kép digitalizálása III.

Színkódolási eljárások

CMYK (Cyan – Magenta – Yellow – BlacK)

Szubsztraktív színkeverés: a három alapszín elnyel

bizonyos színeket a visszavert fényből – ennek az

eredményéből jön létre a kívánt a szín.

A CMY együttese elvileg előállítja a feketét, de a

gyakorlatban ez nem valósítható meg, ezért

használják külön a fekete színt is.

Ilyen elven működnek pl.: nyomtatók

http://www.sulinet.hu/tart/ncikk/ae/0/27699/index.html

Kép digitalizálása IV.

A digitalizált képi adathalmazt különböző

(fájl)formátumokban lehet tárolni:

Bittérképes formátumok:

Az egyes képpontról tárolnak információt, pl.: színe,

elhelyezkedése (x,y). Nagyobb képméret, nagyobb

fájlméret. Nagyításkor/kicsinyítéskor a minőség romlik.

Pl.: bmp; jpg

A tároláshoz szükséges méret csökkenthető tömörítéssel:

Veszteségmentes: png, gif (csak 256 féle színt kezel!)

Veszteséges: jpg, TIFF (minőség vs méret)

Kép digitalizálása V.

A digitalizált képi adathalmazt különböző

(fájl)formátumokban lehet tárolni:

Vektorgrafikus:

A képet alkotó alakzatokat, vonalakat alakítják át

matematikai formulákká és ezeket tárolják. A fájlméret a

kép összetettségétől függ. Nagyításkor/kicsinyítéskor a

minőség nem romlik. Egyes elemek kijelölése

problémamentes.

Pl.: wmf; cdr; svg.

bittérképes

vektorgrafikus

Vektorizálás: bittérképesből,

vektorgrafikus kép kialakítása

http://vectormagic.com/home

OCR – optikai karakterfelismerés

Szöveges dokumentum digitalizálásához

használandó programcsomag

Látásunk alapja

Az agyunkban keletkező színérzetet, a valóságban előforduló szín 3 jellemzője befolyásolja:

Színárnyalat (hue) – a fény hullámhosszúságától függ. A szemünk kb. 200-féle színárnyalat megkülönböztetésére képes.

Világosság vagy fényintenzitás (intensity) – a fényforrás által kibocsátott fotonok mennyisége, illetve az egységnyi felületre beérkező fotonok száma. Például a barna szín spektrális eloszlása a sárgával azonos, de más a világosság értéke. Átlagosan mintegy ötszáz intenzitásfokozatot tudunk a szemünkkel megkülönböztetni.

Telítettség (saturation) – a színben a fehér összetevő mennyiségét jellemzi. A spektrum-színek 100 %-os telítettségűek, nincs fehér összetevőjük. Ugyanakkor például a rózsaszín néhány százalékban fehér összetevőt tartalmazó vörös. Az átlagos szem húsz különböző telítettségi fokozatot tud elkülöníteni.

Színfa

Mozgókép digitalizálása

Kép és hang digitalizálása egyszerre, egy digitális videokamera vagy digitalizáló kártya segítségével. A jelet videószerkesztő programmal rögzíthető, pl.:

Adobe Premiere Pro

Pinnacle Studio

Sony Vegas Movie Studio

Corel Videostudio

Final Cut (Mac)

A képkockaváltás sebessége 25 FPS vagy több.

Különösen fontos a tömörítés:

Itt döntően veszteséges adattömörítés, pl.: MPEG1-4

Mozgókép tömörítése

Az eljárások alapelve, hogy a legtöbb esetben a

mozgókép egymást követő álló képkockái csak

kevéssé térnek el az őket megelőző, illetve az őket

követő képkockáktól.

Ha csak a változást tároljuk le, akkor a szükséges

adatmennyiség nagyságrendekkel csökkenthető.

A tömörítési eljárások abban különböznek, hogy

milyen módon igyekeznek megtalálni ezen

hasonlóságokat és eltéréseket.

Pl.: DivX, XviD

Linkek

http://pcworld.hu/digitalizaljuk-hangjainkat-

20110705.html

http://pcworld.hu/digitalizaljuk-kepeinket-

20110628.html

http://pcworld.hu/digitalizaljuk-filmjeinket-

20110711.html