Integració Digital de Continguts. Preparació de la PS.

Per preparar la prova de síntesi vaig fer servir els següents apunts i preguntes que havien sortit en les PS dels anys anteriors. Espero que us puguin servir d’ajuda.

 

Integració Digital de Continguts – Resum dels materials

 

Àudio digital

 

Teorema de Fourier: un so periòdic complex es pot descompondre en una sèrie de sons periòdics simples (sinusoïdals)

 

Sensació sonora en relació a la potència de la següent manera:
dBW = 10 * log10  al augmentar el doble la potència augmenten 3,01 dB

dBSPL = 10 * log10  = 20 * log10  al augmentar el doble la pressió augmenten 6,02 dB

 

Longitud d’ona: distància entre dos punts d’una ona que es repeteixen després de completar un cicle (en metres)

Període: temps que triga a completar-se un cicle (en segons)

 

Anàlisi espectral d’un senyal (audacity: Menú/Analizar/Análisis de Espectro)

 

Espectrograma: representació en 3D de com els espectres evolucionen en el temps (eix x: temps, eix y: frequència, eix z/color: amplitud)

 

Període de mostreig: interval de temps regular en que es fa el mostreig de senyal

Freqüència de mostreig: nombre de mostres que prenem per segon

 

Retícula de mostreig: període de mostreig (horitzontal), pas de quantificació (vertical)

 

Senyals de banda limitada: aquells amb contingut espectral nul a partir d’una determinada freqüència W.

Amplada de banda: freqüència que actua com límit del contingut espectral del senyal (en telefonia es considera que l’amplada de banda del senyal de veu és de 3,4kHz)

 

Teorema de Mostreig (Nyquist-Shannon-Kotelnikov-Whittaker): per reconstruir un senyal de banda limitada completament és necessari mostrejar-lo utilitzant una freqüència de mostreig superior al doble de la seva amplada de banda. Fmostreig=  > 2·W

Garantia mostreig correcte: a) Fmostreig> 2·W b) filtre antialiàsing (elimina components amb freq. superior a la meitat de la freq. de mostreig)

 

Freqüència de mostreig en àudio: CD: 44,10kHz, DAT i vídeo: 48kHz, minidisc 32kHz, DVDA= 96Khz i 192kHz

 

Per passar de freq. mostreig 44100 à 48000: (interpolar * 480 i deïmar / 441)

 


 

Quantificador: sistema que aproxima el nivell del senyal d’entrada a un nombre finit de possibles nivells de sortida.

Pas de quantificació depèn de: nombre de bits i valors màxim/mínim senyal analògic

Nivells de quantificació en sistemes d’àudio: segons tests, 13-14 bits són suficients, però Sony va proposar 16 bits. CD: 16 bits, DVDA: fins 24 bits. Necessitat de més bits? Quan s’ha d’efectuar processament del senyal, quan la composició té una gran dinàmica (discutible ja fins i tot en els millors convertidors els bits menys significatius recullen renou)

 

Soroll de quantificació: es produeix perquè el pas de la retícula de mostreig en l’eix vertical és insuficient per aproximar correctament el senyal

 

Relació senyal-soroll: (SNR- signal to noise ratio) quocient entre la potència del senyal i la potència del soroll. SNR = 10 * log10 , valors més alts són millors.

Com valor del senyal es pren un valor mitjà vàlid per una àmplia gamma de senyals musicals. SNR = 1,76 + 6,02 · Nombre de bits

 

Convertidor A/D: circuit que té com entrades el senyal analògic i la freqüència de mostreig i que a la seva sortida proporciona la seqüència de bits associada a la codificació PCM del senyal.

 

Codificador (PCM): associa una paraula binària a cada un d’aquests nivells finits del quantificador

 

PCM en complement a dos (CA2): el nivel de quantificació de 0 volts rep la paraula codi amb només zeros (0000), el primer valor positiu rep (0001) i el primer valor negatiu (1001). Per obtenir els valors negatius s’intercanvien els zeros i els uns del valor positiu equivalent i es suma la unitat (0001 à 1000 à 1000+1 à 1001)

 

Taxa de bits (bitrate): el nombre de bits per segon que produeix el procés de digitalització d’un senyal. RT= Mcanals x fmostreig x Nbits    p.ex. RT d’un CD = 2 canals x 44100 x 16 bits = 1.411.200 bps = 1.411.2 kbps

 

Avantatges de la digitalització del senyal d’àudio:

  • El senyal no es degrada a causa del seu emmagatzament o difusió
  • Metadades
  • Protecció dels continguts
  • Processament digital
  • Capacitat d’inserir codis correctors (CRC)
  • Compressió de les dades

 

 

Filtre: sistema que deixa passar una determinada banda de freqüències i n’elimina d’altres

 

Equalitzador: sistema que permet a l’usuari controlar de manera directa i intuïtiva l’èmfasi o atenuació d’unes bandes de freqüència respecte d’altres

 

Banda de pas: zona que té guany unitat

Banda atenuada: banda que té guany zero

Banda de transició: passa de la banda de guany a la atenuada

 

Tipus de filtre: passa-baixos, passa-alts, passa-banda, rebuig de banda i shelving

 

Passabanda és un passa-baix i un passa-alt en sèrie

 

Shelving és un passa-baix i un passa-alt en paral·lel (i control del guany en el passabaix)

 

Equalitzadors paramètrics: permeten a l’usuari controlar guany, freq.central i amplada de banda

 

Aplicacions dels equalitzadors paramètrics:

  • Compensar micròfons (resposta en freqüència, característiques direccionals)
  • Correcció de sorolls
  • Compensar ressonància instruments acústics
  • Reducció feedback
  • Alteració balanç mescla instruments

 

Equalitzadors gràfics. Equalitzadors paramètrics multibanda.

 

 

 

Imatge digital

 

Mòduls d’una càmera:

  • Sensor: transforma la llum en electricitat
  • Mòdul de processament: control del sensor, control òptica, generar sincronisme, combinar so…
  • Àudio: amplificació i acondicionament
  • Mòdul d’efectes
  • Sistema de gravació o emmagatzematge
  • I/O analògic i digital
  • Visor

 

Format RAW: permet desar la informació captada originalment pel sensor

 

Sensor CCD (Charge-Coupled Device): dispositiu de mida reduïda ple de fotosensors diminuts (base de silici dopada amb defecte d’electrons). Quan la llum incideix sobre els fotosensors transformen la llum en electricitat. Quan s’ha acabat el procés de càrrega, aquesta es condueix fins la sortida del sensor per crear el senyal de vídeo.

 

Smear: defecte òptic dels sensors CCD que consisteix en una línia vertical.

 

Moiré: encavalcament entre un patró interferent d’alta freqüència (ratlles fines) amb la disposició dels píxels en la graella del sensor CCD. Per eliminar-lo es fa servir: filtres òptics, filtratge d’altres freqüències, sensors amb més píxels.

 

Tipus de sensors CCD:

  • Full frame: interval de càrrega à obturador tapa regió sensible i es descarrega potencial de les cel·les línia a línia
  • Frame transfer: 2 graelles una sobre l’altra, la imatge es carrega en la superior, una vegada carregada tota es transfereix a la graella inferior que, lentament, buidarà el seu contingut línia a línia. L’obturador mecànic en forma de pala minimitza l’smear.
  • Interline transfer: 2 graelles barrejades, la càrrega emmagatzemada es transfereix al píxel adjacent. La contaminació de les càrregues produeix un smear vermellós que les tècniques actuals minimitzen fins -80dB.
  • Frame interline transfer: amaga la càrrega ràpidament com l’interline transfer i fa la transferència vertical a alta velocitat com el frame transfer.
  • HAD: fan servir micro-lents convergents per recollir més llum

 

Captació de la imatge en color:

Càmeres de vídeo professionals (3 sensors CCD)

  • Prisma dicroic: separa la llum en els seus components R,G i B.
  • Filtre dicroic només deixa passar un color

 

Fotografia digital i vídeo domèstic (1 sol sensor CCD):

  • Filtre de Bayer: sobre cada cel·la del sensor hi ha un petit microfiltre de cada color
  • Filtre RGBW: es sacrifiquen alguns dels píxels de color en favor de píxels pancromàtics

 

Sensors CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor): Degut a que cada cel·la té el seu amplificador de senyal es pot extreure la informació de cada cel·la independentment sense haver de recórrer a la transferència de càrrega entre cel·les (evitant l’smear). Incorporen el convertidor A/D. Inconvenient: Rolling shutter (aspes helicòpter distorsionades) crea skew i exposició parcial (si hi ha un flash alié)

 

Actualment es poden trobar sensors CMOS tant en dispositius de baixa qualitat com en càmeres d’alta definició (Canon 6-D).

 

Resolució d’una imatge: grau de detall o qualitat d’una imatge (escanejada, fotografiada o impresa). Aquest valor s’expressa en ppp (píxels per inch) o en dpi (dots per inch). Com major és el valor major és la qualitat. Si supera el límit de l’agudesa visual no es percep la separació entre dos píxels.

 

Remostreig d’una imatge: augmenta o disminueix el nombre de píxels d’una imatge.

 

Relació d’aspecte del píxel: relació entre l’altura i l’amplada del píxel. Prové dels estàndards de televisió analògica. Actualment, en pantalla d’ordinador i TV digital els píxels són quadrats.

 

Pilarbox: bandes negres afegides a una imatge per respectar la relació d’aspecte de pantalla entre una imatge i la pantalla.

 

Format anamòrfic: comprimeix una dimensió en l’emmagatzematge i/o difusió per descomprimir-la en la reproducció. Wide-screen à 35mm

 

Formats de submostreig per vídeo: (SIF, CIF, QSIF, QCIF) redueixen la mida de les imatges.

 

Quantificació dels píxels d’una imatge: donar a cada píxel un nou valor d’amplitud corresponent al nivel de quantificació més proper a la mostra. En vídeo és habitual treballar en 8bits per canal.

 

Codificació d’imatges en color (color spaces):

  • RGB (barreja aditiva): es suma la brillantor de cadascun dels components r, g i b en les proporcions adequades per obtenir el color desitjat. (cub)
  • HSB: Hue és la tonalitat del color desitjada (de 0º a 360º), Saturació és la distància a l’eix de brillantor negra-blanca(de 0% a 100%), Brightness és la brillantor el color i representa l’altura en l’eix blanc negre (0% sempre és negre i 100% podria ser blanc o un color més o menys saturat)

 

Codificació del color a 16 bits per canal: l’ull humà no pot distingir més de 256 colors per cada canal (rgb), per tant bastarien 8+8+8=24 bits, però a vegades es treballa amb més bits per poder realitzar processat amb major exactitud.

 

 

 

 

PS 25.1.2014
1. QUANTIFICACIÓ
2. PROFUNDITAT COLOR, BITS
3. DRAW I SETUP

 

Ps 18/01/2014
1. Freqüència de mostreig
2. Diferencies mida i resolucio duna imatge
3. Funcions setup i draw

 

Ps > 15-1-14
1. Que uns espectrograma i per a que s’utilitza? 3punts
2. Que es el remostreig? I que s’obte? 3punts
3. Importancia de la funcio setup() i draw() en programar amb processing? 4 punts

 

 

REQUISITOS PARA LA PS de ENERO 2014

La PS constarà de 3 preguntes:

– 2 preguntes teòriques sobre temes generals sobre els mòduls d’àudio i imatge. El que interessa és que feu una repassada general per tindre clar els conceptes principals, que els pogueu comentar amb les vostres propies paraules.

– 1 pregunta de processing. No es demanarà que programeu res, per tant, no cal que us aprengueu les funcions de memòria, però si que heu de tindre clara l’estructura i com es treballa amb processing.”

 

PS  IDC 14/01/2012

 

‎1.- Comenteu les característiques d’una senyal de banda limitada, utilitzeu un esquema per ajudar-vos.

2.- Expliqueu la utilitat d’un filtre passa-banda. Dibuixeu-ne un amb els seus paràmetres bàsics.

3.- Comenteu el procés de remostreig d’imatges, com es realitza i què s’obté.

4.- A la primera pràctica, quin sistema veu utilitzar per fer la comparació dels cotxes?

5.- A la segona pràctica, expliqueu breument els elements principals del programa.

 

PS IDC  12/01/2013

-Quan no convé ampliar la finestra de l’anàlisi espectral

– Relació senyal-soroll. Q es, xa que serveix i com es calcula.

– Procés de remostreig d’una imatge

– I l’altra crec q era aixo dels filtres de desenfoc q hem fet servir a la PR. -Ara no estic segura d’estar-me liant amb la PS de l’any passat-.

 

 

PS IDC  18.01.2012

 

1- Explica les dues maneres d’estudiar un senyal acústic

2- Per a que serveixen els filtres, explica’ls

3- Que és la profunditat de color? quina s’utilitza normalment

4 i 5 les mateixes que dissabte

4.- A la primera pràctica, quin sistema veu utilitzar per fer la comparació dels cotxes?

5.- A la segona pràctica, expliqueu breument els elements principals del programa.

 

 

PS  IDC  19/01/2013

  1. Explica com funcionen els equalitzadors i per què serveixen. Dibuixa un esquema d’un equalitzador de 3 bandes.
  2. Explica què passa si no apliquem un filtre antialiàsing quan no es compleix el criteri de Nyquist.
  3. Explica les diferències entre la resolució i el tamany d’una imatge.
  4. Explica com vas arreglar el soroll que produeixen els sensors a la pràctica d’imatge.

 

PS  IDC   23/01/2013

  1. Quan analitzem la frequència d’un senyal, podem utilitzar dos representacions diferents. Quines són i perquè utilitzem cada una d’elles.
  2. Quines operacions hem d’utilitzar si volem fer un canvi de freqüència de mostreig d’un senyal? Expliqueu quin seria el procés si volem passar d’un senyal de 200 a un de 300 Hz.
  3. Al treballar amb imatges seleccionem una profunditat de color. Expliqueu que ens defineix aquesta profunditat de color i quina acostuma a ser utilitzada.
  4. Expliqueu quin sistema veu utilitzar a la pràctica d’imatge per intentar reduir el soroll que produeixen els sensors digitals.

 

PS IDC   02/06/2012

1- ens dona el valor i la durada de 3 tons bàsics i dibuixar l anàlisi d espectre amb i explicar que podem dir dels pics

2- que succeeix si mostregem sense seguir ni el criteri de nyquist ni usar un antialiàsing

3- criteris per utilitzar una resolució o altre, exemple de us de baixa i alta resolució.

4- mètodes emprats a la practica per reduir soroll

 

PS IDC 16/06/2012

 

1 – Explicar per a que serveix modificar la mida de la finestra en un anàlisi freqüencial.

2 – Requisits per a digitalitzar una senyal amb el màxim de qualitat.

3 – Que és i per a que serveix el filtre Bayer.

4 – Explicar mètodes utilitzats en la PRA2 per eliminar el soroll de les imatges.

Leave a Reply