trabalho a.i

TECNOLOGIAS MULTIMÉDIA

A.I – B / Ano Letivo 2013/2014

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.



DOIS TIPOS DE SINAIS

Sinal Analógico Sinal 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




- PODE TOMAR UMA GAMA DE VALORES NUM

INTERVALO INFINITO

-APENAS PODE SER REPRESENTADO PELOS

VALORES 0 E 1




- UTILIZADO POR ALGUMAS TELEVISÕES DE SINAL ANALÓGICO,

MICROFONES ETC..

- UTILIZADO POR SISTEMAS

INFORMÁTICOS COMO O COMPUTADOR E ALGUM

HARDWARE




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).




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




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




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.




DIGITALIZAÇÃO

Amostragem

Quantização

Codificação

1º

2º

3º


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.



Amostragem


Amostragem-Quantização-Codificação

A Amostragem consiste no processo que permite a

retenção de um conjunto finito de valores discretos do

sinal analógico.



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



Para amostrar o sinal multiplica-se o sinal analógico por impulso elétrico em intervalos de tempo iguais.



O circuito que permite amostrar o sinal é como uma chave que se fecha por um curtíssimo instante.



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)



EXEMPLO

INSTANTE ZERO12(SINAL ANALÓGICO)

X1(IMPULSO ELÉTRICO)

=12 (NOVO SINAL)



EXEMPLO

INSTANTE DEZ10,5(SINAL ANALÓGICO)

X1(IMPULSO ELÉTRICO)

=10,5 (NOVO SINAL)

QUANTIZAÇÃO


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.


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


ESTE PROCESSO LEVA A UM ERRO DE QUANTIZAÇÃO POIS NÃO SE OBTEM UM SINAL PERFEITAMENTE IGUAL AO SINAL ANALÓGICO INICIAL(DIFERENÇA EM AMPLITUDE)


A ONDA QUANTIZADA É AGORA FINITA EM

AMPLITUDE!ESTE PASSO É

NECESSÁRIO PARA SE PODER REALIZAR A

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


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!


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



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



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



PROCESSO DE CONVERSÃO VALOR DECIMAL PARA VALOR BINÁRIO

EXEMPLO: NÚMERO: 200



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!


CODIFICAÇÃO DO SINAL QUANTIZADO

PCM (Pulse-CodeModulation)

Impulso de amplitude fixa, duração constante e valores lógicos 0 ou 1


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.

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