Jelátalakítás és kódolás

1. Jelátalakítás és kódolás Informatikai alapismeretek - hardver

2. 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

3. 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!

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

5. 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

6. 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

7. Digitalizálás (Digital SignalProcessing) 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)

8. 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.

9. A digitális hang- és videoformátumokés 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(FramePer Second): a képkockaváltás sebességét adja meg; darabos, ha kevés, nagy méret, ha sok

10. 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)

11. 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 (BinaryCodedDecimal): 10es számrsz-beliszám ábrázolása, 4bit= 1számjegy • ASCII (American Standard CodeforInformationInterchange) • 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

12. 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 • Formátumok • SWF: flash fájl

13. A színek kódolásának módjai • RGB: Red (vörös), Green (zöld), Blue (kék) • 2563 féle szín keverhető ki • Hexadecimális felírás is elterjedt (pl.: #00 0000=fekete; #FF FFFF=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

14. Köszönöm a figyelmet  Előadást készítette: Kovács Kornél