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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

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