Informatik (Fach) / MultimedialeSignalverarbeitung (Lektion)
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GrundlagenundAnwendungen
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- Menschen nehmen Informationen mit ihren Sinnen auf: ... HörenSehenRiechenSchmeckenTasten TemperatursinnSchmerzempfindungGleichgewichtssinn
- Bestandteile von Multimedia Dokumenten die Sinne "Hören" und "Sehen" Text Bilder Audio Video
- was ist Zeichenkodierung Um Text auf einem Computer darzustellen, muss jederBuchstabe binär kodiert werdenJe nachdem wie viele Bits pro Zeichen verwendet werden,können unterschiedlich viele verschiedene Zeichenabgelegt werdenBeispiel:7 ...
- was ist ASCII-Code Der ASCII-Code (American Standard Code for InformationInterchange) ist eine 7-Bit-Zeichenkodierung, die 1963 vonder American Standards Association (ASA) beschlossenwurdeEin Zeichen wird jedoch immer als ...
- ISO 8859 Die International Organization forStandardization definiert in ISO8859 insgesamt 15 ASCIIErweiterungenISO 8859-1 enthält z.B. die für unsin Deutschland wichtigenBuchstaben: "ä", "ö", "ü", "ß"
- Unicode 1 Die Bestrebung des Unicode ist es, eine einzige universelleKodierung zu definieren, die alle relevanten Zeichen enthältDer Unicode wurde von der ISO als ISO-10646standardisiert
- Unicode 2 Der Unicode besteht aus 17 Ebenen (darstellbar mit 5 Bits).Jede Ebene hat 16 Bits und kann damit theoretisch216=65536 Zeichen kodierenInsgesamt kann ein Unicode also 5+16=21 Bits benötigen Ein Unicode ...
- Universal Transformation Format UTF Zur Kodierung von Unicode-Zeichen wird meistens das UTF "UniversalTransformation Format" verwendetUTF-32 kodiert jedes Unicode-Zeichen mit 32 Bits, indem es die 21 Unicode Bits mitNullen auffülltUTF-16 ...
- HTML Hypertext Markup Language HTML-Webseiten werden durch HTML-Elemente strukturiertIn der Regel wird ein HTML-Element durch ein Tag-Paar beschrieben, das aus einemStart- und einem End-Tag besteht zwischen ...
- Eine Webseite mit Text Soll der Quelltext als ASCII-Datei ... Ist sichergestellt, das die Datei immer mit Editoren bearbeitet wird, die UTF-8verwenden, kann die Datei auch direkt als UTF-8 gespeichert werdenDie Kodierung wird via charset angegeben
- Vektorgrafik Eine Möglichkeit ein 2D-Bild zu beschreiben, ist in Formeiner VektorgrafikDer Begriff ergibt sich daraus, dass die Koordinaten alsVektoren geschrieben werden können
- (SVG) Scalable Vector Graphics
- PDF Portable Document Format
- Typische Konventionen bei Rastergrafiken Zählung der Pixel beginnt bei 0x -Koordinatenachse nach rechtsy -Koordinatennachse nach unten
- Vorteile Rastergrafik Sehr geeignet für komplexe Szenen mit unregelmäßigenFormen oder vielen FarbenSpeicherbedarf ist unabhängig von der SzenenkomplexitätDirekte Darstellung auf heutigen Bildschirmen
- Nachteile Rastergrafik Bei der Darstellung sehr einfacher Objekte ist derSpeicherbedarf im Vergleich zu einer Vektorgrafik höherBei starker Vergrößerung werden einzelne Pixel erkennbarDieser Effekt wird auch Treppeneffekt ...
- Speichern von Rastergrafiken PNG (Portable Network Graphics), verlustfreieKompressionJPEG , kleinere Dateien, da verlustbehaftete KompressionTIFF (Tagged Image File Format), typischerweiseverlustfreie Kompression, hohe Farbtiefe ...
- Die benötigte Datenmenge, um das Signal zu speichern ... Abtastrate (wie oft wird ein Messwert genommen)Quantisierung des Signals (wie viele Bits werden zur Binärkodierung einesAbtastwerts verwendet)
- Die benötigte Datenmenge, um eine Video-Signal zu ... Der Auflösung der EinzelbilderQuantisierung (wie viele Bits werden zur Binärkodierungeines Pixels verwendet)Der zeitlichen Abtastrate (FPS = "frames per second")
- Video Datenmenge Auflösung: 1920 x 1080 Pixel Quantisierung: ... Ein Video von 90 Minuten würde damit ca. 800 GBbenötigen
- Zeitdiskrete Signale Die Abtastung von analogen Signalen ist nur eineMöglichkeit zeitdiskretes Signale zu erzeugen
- Einheitsimpuls Von sehr großer Bedeutung ist u.a. die so genannte Einheitsimpulsfolge oder auchkurz "Einheitsimpuls"Die Bezeichung mit ergibt sich, da das äquivalente Signal in der analogenSignalverarbeitung der Dirac-Impuls ...
- Rechteckpuls Der Fall kann nur für gerade auftreten, z.B. . In diesem Fallsorgt der Werte dafür, dass die Pulsweite immer noch ist.|n| = P/2 P P = 100.5 P
- Die zeitdiskrete Faltung zweier Signale und ist definiert ... bitte rechnung geben>>> Zur Berechnung von muss die Summe für verschiedene ausgewertet werden.Dazu wird das Signal an der -Achse gespiegelt und anschließend jeweils umnach rechts verschoben.D.h. die ...
- Eigenschaften der Faltung Kommutativität Assoziativität Distributivität
- Lineare zeitinvariate Systeme Lineare zeitinvariate Systeme (LZI-Systeme) oder auch Englisch "linear time invariantsystems" (LTI systems) müssen folgende Eigenschaften erfüllen:
- Imp Die Impulsantwort eines LZI-Systemes ist definiert als die Reaktion auf dieEinheitsimpulsfolge :
- Dynamische Mikrofone Bei dynamische Mikrofonen wird nicht dieAuslenkung der Membrane gemessen, sondernderen Positionsveränderung (Geschwindigkeit)
- Tauchspulenmikrofone Da die Membrane mit der Spule verbunden ist, müssen beide durch dieSchalldruckwellen in Schwingung gebracht werden, weshalb Tauchspulenmikrofonehohen Frequenzen nicht so gut wiedergebenBesonders geeignet ...
- Kondensatormikrofone Da Kondensatormikrofone eine Spannungsquelle brauchen, müssen sie entwedermit Batterien oder einer 48-Volt-Phantomspeisung des Mischpults/Audio-Interfacebetrieben werdenDurch die geringe Masse der Membran ...
- Analog-Digital-Wandlung in einem Audio-Interface analoges Signal >>> Vorverstärker Anti-Aliasing-Filter Sample & Hold Quantisierer >>> digitales Signal
- Vorverstärker Aufgabe des Vorverstärkers ist, die Amplitude des Eingangssignals anzupassen,sodass der mögliche Ampliutdenbereich des digitalen Signals möglichst gutausgeschöpft wird
- Anti-Aliasing-Filter Um das Abtasttheorem einzuhalten, wird vor der Abtastung ein analogerTiefpassfilter eingesetzt
- Sample & Hold Die Sample-and-Hold Schaltung (siehe unten) dient dazu den analogenEingangswert während der nachfolgendes Quantisierung konstant zu halten
- Quantisierer Dazu wird der Fehler des Komparators in jedem Zeitschritt aufsummiert bis dieserwieder über- bzw. unter der Entscheidungsschwelle des Komparators liegtEin nachgeschalteter digitaler Zähler, kann dann ...