Принципы представления мультимедиа в компьютере аналоговой и цифровой информации

Обновлено: 21.11.2024

Мультимедийные системы стали полезными инструментами для пользователей, поскольку мультимедийные приложения могут предоставить им бесконечный набор простой для понимания информации. Разработаны и широко используются различные мультимедийные приложения. К основным функциям мультимедийных систем, предоставляемым пользователям, относятся такие области, как:

Образование и обучение

Анализ информации и управление

Электронные игры и развлечения

Просмотр и публикация

Справочная и онлайн-документация

Брифинг и иллюстрации

За последние несколько десятилетий мультимедийные технологии превратились в такие технологии, как CD-ROM и World Wide Web. В настоящее время передовые мультимедиа состоят из высококачественных цифровых изображений и аудио в интерактивном пакете. Это может быть доставлено на компакт-диске или через Интернет/Интернет, хотя высококачественная доставка через Интернет все еще находится в зачаточном состоянии.

III.А. Мультимедийные приложения для Windows или CD-ROM

Исследование Министерства обороны США показало, что мультимедийное обучение примерно на 40 % эффективнее традиционного обучения, в результате чего коэффициент удержания был на 30 % выше, а кривая обучения была на 30 % короче. Стажеры с энтузиазмом участвовали в обучении, где инструкторы могли легко передать и научить слушателей запоминать важные концепции и принципы. По словам Уайлдера, время обучения кассира в торговой точке сократилось в среднем с 8 часов до 2-4 часов. К другим преимуществам относятся снижение количества ошибок в точках продаж, лучшее сохранение навыков и стандартизация обучения в компании.

Чтобы изучить текущее и будущее использование мультимедиа, IBM Europe провела встречу с участием 49 участников и 20 докладчиков из 17 стран. Почти половина презентаций, сделанных на встрече, была посвящена успешным мультимедийным приложениям в высшем образовании. Мультимедийные приложения также были продемонстрированы в медицине, науке и музыке. Мультимедиа можно использовать в сфере образования и дополнять его следующими тремя способами: (1) улучшая каналы связи между преподавателями и студентами, чтобы обеспечить более эффективное открытое и дистанционное обучение, (2) предоставляя знания и (3) обогащая справочные и справочные документы, используемые для обучения и исследований, добавляя все формы аудиовизуальных носителей.

Мультимедийные технологии используются в качестве инструмента прямой почтовой рекламы для охвата целевых клиентов с большей узнаваемостью бренда, поскольку эту технологию можно использовать в качестве инструмента убеждения, чтобы отразить меняющийся характер образа жизни клиентов, нехватку времени, демографические данные и отношения. . Например, компания Mattel продала больше модных аксессуаров и игрушек для Барби, чем когда-либо прежде, через свои клубы прямой почтовой рассылки, основанные на базе данных, для коллекционеров кукол Барби в возрасте от 3 до 12 лет.

Во многих отраслях все больше розничных продавцов устанавливают интерактивные киоски для размещения заказов по каталогу, запросов об обслуживании и кредитах, проверки статуса обслуживаемых продуктов и общения с менеджерами магазинов. Например, Sears, Roebuck & Co. потратила 7 миллионов долларов на 6000 мини-киосков, позволяющих клиентам размещать заказы по каталогу и узнавать об услугах и кредитах. Кроме того, компания K-Mart совместно с IBM разработала пилотную программу мультимедийных киосков, чтобы сделать покупки проще и приятнее для покупателей.

Мультимедийные системы используются в банковской сфере для работы с большими объемами изображений чеков, несмотря на то, что технология распознавания символов с помощью магнитных чернил (MICR) традиционно широко использовалась. Службы управления агентствами в страховой отрасли использовали мультимедийные технологии, чтобы предоставить страховым агентам функции электронного управления изображениями, электронную камеру, создающую изображения для отображения на компьютере, передачу по факсу и полный доступ к справочным руководствам.

Помимо сферы услуг, в обрабатывающей промышленности разработаны мультимедийные приложения, поскольку им требуются более совершенные инструменты для извлечения и представления информации на основе огромных инвестиций, вложенных в разработку различных типов информационных систем. Кроме того, мультимедиа используется в транспортной отрасли, где клиенты имеют доступ к мультимедийным системам бронирования и отслеживания грузов, которые обрабатывают большое количество транзакций по доставке. Компьютерные системы бронирования авиакомпаний также начали использовать мультимедиа; Компания American Airlines добавила мультимедийные функции в текстовые компьютерные системы бронирования SABRE, чтобы повысить производительность турагентов и увеличить количество бронирований отелей за счет предоставления онлайновой информации об отелях в виде текста, цветов, фотографий и карт.

Мультимедийные приложения используются в качестве стратегического инструмента в областях обучения, маркетинга, продаж, принятия решений и связей с общественностью в сфере услуг и обрабатывающей промышленности. Мультимедийные приложения продемонстрировали стратегические возможности поддержки принятия решений, обучения и обучения, маркетинга и продаж, бизнес-презентаций и связей с общественностью.

III.Б. Интернет/веб-приложения

С появлением Всемирной паутины и выпуском Mosaic, первого графического веб-браузера в 1993 году, последнее десятилетие двадцатого века стало свидетелем большого прогресса в мультимедийных технологиях и приложениях. Бум во многом зависит от радикального технического прорыва в области сжатия видеоданных, высококачественного кодирования и декодирования в реальном времени, сетей и Интернета. Современные отрасли ищут следующие приложения для увеличения доходов и прибыли:

Сигнал – это электромагнитный или электрический ток, который используется для передачи данных из одной системы или сети в другую. Сигнал — это функция, передающая информацию о явлении.

В электронике и телекоммуникациях это относится к любому изменяющемуся во времени напряжению, которое представляет собой электромагнитную волну, несущую информацию. Сигнал также можно определить как наблюдаемое изменение качества, например количества. Существует два основных типа сигналов: аналоговый сигнал и цифровой сигнал.

В этом учебном пособии вы узнаете:

Что такое аналоговый сигнал?

Аналоговый сигнал — это непрерывный сигнал, в котором одна изменяющаяся во времени величина представляет другую зависящую от времени переменную. Такие сигналы работают с физическими величинами и природными явлениями, такими как землетрясение, частота, извержение вулкана, скорость ветра, вес, освещение и т. д.

Что такое цифровой сигнал?

Цифровой сигнал – это сигнал, который используется для представления данных в виде последовательности отдельных значений в любой момент времени. Он может принимать только одно из фиксированного числа значений. Этот тип сигнала представляет собой действительное число в пределах постоянного диапазона значений. Теперь давайте узнаем некоторые ключевые различия между цифровыми и аналоговыми сигналами.

КЛЮЧЕВЫЕ ОТЛИЧИЯ:

Аналоговый сигнал – это непрерывный сигнал, тогда как цифровые – сигналы, разделенные по времени.
Аналоговый сигнал обозначается синусоидой, а сигнал прямоугольной формы.
Аналоговый сигнал использует непрерывный диапазон значений, которые помогают вам представлять информацию, с другой стороны, цифровой сигнал использует дискретные 0 и 1 для представления информации.
Сравнивая цифровые и аналоговые сигналы, полоса пропускания аналогового сигнала мала, а полоса пропускания цифрового сигнала велика.
Аналоговые инструменты дают значительные ошибки наблюдений, тогда как цифровые инструменты никогда не приводят к каким-либо ошибкам наблюдений.
Аналоговое оборудование никогда не предлагает гибкой реализации, но цифровое оборудование обеспечивает гибкость реализации.
Сравнивая аналоговый и цифровой сигналы, аналоговые сигналы подходят для передачи аудио и видео, а цифровые сигналы подходят для вычислений и цифровой электроники.

Характеристики аналогового сигнала

Вот основные характеристики аналогового сигнала

Эти типы электронных сигналов изменяются во времени.
Минимальное и максимальное значения, которые могут быть положительными или отрицательными.
Он может быть периодическим или непериодическим.
Аналоговый сигнал работает с непрерывными данными.
Точность аналогового сигнала невысока по сравнению с цифровым сигналом.
Он помогает измерять естественные или физические значения.
Форма вывода аналогового сигнала похожа на кривую, линию или график, поэтому она может быть не всем понятна.

Характеристики цифровых сигналов

Вот основные характеристики цифровых сигналов

Цифровые сигналы — это сигналы, разделенные по времени.
Электронные сигналы такого типа лучше обрабатываются и передаются по сравнению с аналоговыми сигналами.
Цифровые сигналы универсальны, поэтому они широко используются.
Точность цифрового сигнала выше, чем у аналогового сигнала.

Разница между аналоговым и цифровым сигналом

Важное различие между аналоговой и цифровой передачей:

Презентация на тему: " Глава 2. Представление мультимедийной информации" — Транскрипт:

1 Глава 2: Представление мультимедийной информации

2 Глава 2: Представление мультимедийной информации
2.1 Введение 2.2 Принципы оцифровки 2.3 Текст 2.4 Изображения 2.5 Аудио 2.6 Видео

3 Введение Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму
Кодер сигналов, дискретизация, декодер сигналов

4 2.2 Принципы оцифровки 2.2.1 Аналоговые сигналы
Анализ Фурье можно использовать для демонстрации того, что любой изменяющийся во времени аналоговый сигнал состоит из возможно бесконечного числа одночастотных синусоидальных сигналов, амплитуда и фаза которых постоянно изменяются. с течением времени относительно друг друга Ширина полосы сигнала Рис. 2.1 Ширина полосы канала передачи должна быть равна или больше ширины полосы сигнала – канала ограничения полосы пропускания

6 2.2.2 Конструкция кодера Фильтр ограничения полосы пропускания и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), последний из которых состоит из блока выборки и хранения и квантователя Рис. 2.2 Удаление выбранных высокочастотных компонентов из исходного сигнала ( A) (B) затем подается на схему выборки и хранения Измерение амплитуды отфильтрованного сигнала через равные промежутки времени (C) и поддержание постоянной амплитуды выборки между выборками (D)

8 2.2.2 Конструкция кодировщика Схема квантования, которая преобразует каждую амплитуду выборки в двоичное значение, известное как кодовое слово (E) Сигнал, который должен быть оцифрован со скоростью, превышающей максимальную скорость изменения амплитуды сигнала Число различных уровней квантования должны быть как можно больше

9 2.2.2 Конструкция энкодера Теорема Найквиста о дискретизации утверждает, что: для получения точного представления изменяющегося во времени аналогового сигнала его амплитуда должна дискретизироваться с минимальной частотой, равной или превышающей удвоенную максимальную синусоидальную частоту. частотная составляющая, присутствующая в сигнале

10 2.2.2 Конструкция кодера Частота Найквиста: число выборок в секунду (sps)
Искажение, вызванное дискретизацией сигнала с частотой ниже скорости Найквиста Рис. 2.3 Псевдонимы сигналов: они заменяют соответствующие исходные сигналы < бр />

11 Рисунок 2.3 Генерация сигнала псевдонима из-за недостаточной дискретизации.

12 2.2.2 Конструкция кодировщика Интервалы квантования
Используется конечное число цифр, каждая выборка может быть представлена только соответствующим количеством дискретных уровней Рис. 2.4 Если Vmax — максимальная положительная и отрицательная амплитуда сигнала и n - количество используемых двоичных битов, затем величина каждого интервала квантования, q

14 2.2.2 Конструкция кодера Каждое кодовое слово соответствует номинальному уровню амплитуды, который находится в центре соответствующего интервала квантования. Разница между фактической амплитудой сигнала и соответствующей номинальной амплитудой называется ошибкой квантования (шумом квантования). Отношение от пиковой амплитуды сигнала до его минимальной амплитуды называется динамическим диапазоном сигнала, D (децибелы или дБ)

15 2.2.2 Конструкция кодера Необходимо обеспечить приемлемый уровень шума квантования относительно наименьшей амплитуды сигнала Пример 2.2

16 2.2.3 Конструкция декодера Рис. 2.5 Воспроизведение исходного сигнала, выходной сигнал ЦАП проходит через фильтр нижних частот, который пропускает только те частотные компоненты, которые составляли исходный отфильтрованный сигнал (C) Аудио/видеокодер -декодер или аудио/видео кодек

18 2.3 Текст Три типа текста Неформатированный текст Форматированный текст гипертекст

19 2.3.1 Неформатированный текст Американский стандартный код для обмена информацией (набор символов ASCII) Рис. 2.6 Мозаичные символы создают относительно простые графические изображения

21 2.3.2 Форматированный текст Создается большинством пакетов обработки текстов
Каждый с разными заголовками и таблицами, графикой и изображениями, вставленными в соответствующие места -что-вы-получите

22 Рисунок 2.8 Форматированный текст: (a) пример форматированной текстовой строки; (b) печатная версия строки.

23 2.3.3 Гипертекст Отформатированный текст, позволяющий создать связанный набор документов, обычно называемый страницами, с определенными точками связи, называемыми гиперссылками, между собой Рис. 2.9

25 2.4 Изображения Изображения отображаются в виде двумерной матрицы отдельных элементов изображения, известных как пиксели или пиксели

26 2.4.1 Графика Рис. 2.10 Две формы представления компьютерной графики: высокоуровневая версия (аналогична исходному коду высокоуровневой программы) и фактическое пиксельное изображение графики (аналогично строка байтов, соответствующая низкоуровневому машинному коду — формату битовой карты) Стандартизированные формы представления, такие как GIF (формат графического обмена) и TIFF (формат файла изображения с тегами)

28 2.4.2 Оцифрованные документы Рис. 2.11
Одна двоичная цифра для представления каждого пикселя, 0 для белого пикселя и 1 для черного пикселя

<р> 30 2.4.3 Оцифрованные изображения Принципы работы с цветом
Весь спектр цветов, известный как цветовая гамма, может быть получен с использованием различных пропорций красного (R), зеленого (G) и синего (B) Рис. 2.12. Аддитивное смешение цветов для получения цветное изображение на черной поверхности Смешивание субтрактивных цветов для получения цветного изображения на белой поверхности Рис. 2.13

33 2.4.3 Оцифрованные изображения Принципы растровой развертки Прогрессивная развертка
Каждый полный набор горизонтальной развертки называется кадром Количество битов на пиксель называется глубиной пикселя и определяет диапазон различных цветов

34 2.4.3 Оцифрованные изображения Соотношение сторон
Количество пикселей на отсканированную строку и количество строк на кадр Отношение ширины экрана к высоте экрана Национальный комитет по телевизионным стандартам (NTSC), PAL( Великобритания), CCIR (Германия), SECAM (Франция) Таблица 2.1

35 2.4.3 Оцифрованные изображения

36 2.4.3 Оцифрованные изображения Цифровые камеры и сканеры
Изображение захватывается камерой/сканером с помощью датчика изображения Двумерная сетка светочувствительных ячеек, называемых фотосайтами Широко используемый датчик изображения представляет собой прибор с зарядовой связью (ПЗС) Рис. 2.16

38 2.5 Аудио Полоса частот типичного речевого сигнала составляет от 50 Гц до 10 кГц; музыкальный сигнал от 15 Гц до 20 кГц. Частота дискретизации: 20 кбит/с (2 * 10 кГц) для речи и 40 кбит/с (2 * 20 кГц) для музыки. Стереофоническая музыка (стерео) дает скорость передачи в два раза больше, чем у монофонического (моно) сигнала. Пример 2.4.

39 2.5.2 Звук CD-качества Битрейт на канал
=частота дискретизации*бит на сэмпл Общий битрейт = 2*705,6=1,411 Мбит/с Пример 2.5

40 2.6 Видео 2.6.1 Телевизионное вещание
Последовательность сканирования Необходимо использовать минимальную частоту обновления 50 раз в секунду, чтобы избежать мерцания Достаточно частота обновления 25 раз в секунду Поле: первое включает только нечетные строки развертки, а вторая — четные строки развертки

41 2.6.1 Телевизионное вещание Два поля затем объединяются вместе в телевизионном приемнике с использованием метода, известного как чересстрочная развертка. Рис. 2.19. Три основных свойства источника цвета. Яркость. это представляет силу или яркость цвета

43 2.6.1 Телевизионное вещание Термин яркость используется для обозначения яркости источника Цветовой тон и насыщенность называются его цветностью Где Ys — амплитуда сигнала яркости, а Rs, Gs и Bs — величины сигналов трех цветовых компонентов

44 2.6.1 Телевизионное вещание Цветность синего (Cb) и цветность красного (Cr) затем используются для представления оттенка и насыщенности. Два сигнала цветового различия:

45 2.6.1 Телевизионное вещание В системе PAL Cb и Cr обозначаются как U и V соответственно. В системе NTSC формируются два разных сигнала, обозначаемых как I и Q

46 2.6.2 Цифровое видео Глаз показал, что разрешение глаза менее чувствительно к цвету, чем к яркости Формат 4:2:2 Исходный формат оцифровки, используемый в Рекомендации CCIR-601. Частота дискретизации строк 13,5. МГц для сигнала яркости и 6,75 МГц для двух сигналов цветности. Количество отсчетов в строке увеличено до 720

47 2.6.2 Цифровое видео Соответствующее количество отсчетов для каждого из двух сигналов цветности составляет 360 отсчетов на активную строку. Это дает 4Y отсчетов для каждых отсчетов 2Cb и 2Cr. Числа 480 и 576 означают количество активных ( видимые) линии в соответствующей системе Рис. 2.21 Пример 2.7

48 Рисунок 2.21 Примеры позиций с форматом оцифровки 4:2:2.

49 2.6.2 Цифровое видео Формат 4:2:0 используется в приложениях цифрового видеовещания. Используется чересстрочная развертка и отсутствие отсчетов цветности в альтернативных строках. То же яркостное разрешение, но вдвое меньшее разрешение цветности Рис. >

50 Рис. 2.22 Примеры позиций в формате оцифровки 4:2:0.

51 2.6.2 Цифровое видео 525-строчная система 625-строчная система

52 2.6.2 Цифровое видео Форматы HDTV: разрешение новых 16/9 широкоэкранных трубок может достигать 1920*1152 пикселей Исходный промежуточный формат (SIF) обеспечивает качество изображения, сравнимое с видеомагнитофонами (видеомагнитофонами).

53 2.6.2 Цифровое видео Рис. 2.24 Таблица 2.2
Общий промежуточный формат (CIF) для использования в приложениях видеоконференцсвязи Рис. 2.23 Квартальный формат CIF (QCIF) для использования в приложениях видеотелефонии Рис. 2.24 Таблица 2.2

54 Рисунок 2.23 Примеры позиций для SIF и CIF.