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Multimedia Tools (Fach) / 02 - Digitalisierung (Lektion)
- Pegelrechnung Wahrnehmung von Reizgrößen: Sinnesorgan nimmt eine Veränderung ab einem bestimmten Intensitätsbereich wahr (Wahrnehmbarkeitsschwelle Unterschied zu einem vorangegangenem Reiz (R) im Verhältnis (k)=> k=ΔR/R Erweiterung unter der Annahme, dass k konstant und unabhängig von R:E=c*logR/R0 R0=Schwellenreiz c=reizabhängiger Faktor Oder auch: exponentieller Anstieg der Reizgröße (R) führt zu einem linearem Anstieg der Empfindung (E)Beispiel:=> Log. Helligkeitssehen des Auges von Dämmerung bis heller Sonnenschein => von 2x10-5 bis 106 cd/m² (Leuchtdichte)
- Pegelrechnung - Bel und Dezibel als Hilfsmaßeinheit: Verwendung sinnhaft bei perzeptiven Größen, sehr großen oder sehr kleinen Größen und bei Verhältnissen Definition: R=10*log10(P1/P2)db Beispiel: geg.: P1 = 200 W, P2 = 100 mW; ges.: Verhältnis in dB Lsg.: R = 33,01 dB Rückrechnung: P1/P2=10R/db/10 Beispiel: geg.: R=23 dB; ges.: Verhältnis Lsg.: P1/P2 = 199,5
- Dynamik Im Allgemeinen Quotient aus Maximum und Minimum einer physikalischen Größe=>Angabe in Bel (bzw. Dezibel; dB)=>Anwendung bspw. in der Audiotechnik, Optik, … Verwandte technische Parameter:=>SNR (Signal-to-Noise-Ratio)=>Fremdspannung=>Geräuschspannung=>Quantisierungsrauschen
- Dynamik - Dynamikbereiche Beispiel Fotografie: Dynamikbereich des menschlichen Auges deutlich größer als der von Kameras (siehe Helligkeitssehen auf Folie 5) Menschliches Auge: ~ 24 Bit Kamera (üblich): 10 – 14 Bit bei der A/D Wandlung (Achtung! Dynamikbereich durch Rauschen limitiert => real meist 8-12Bit) HDR(High Dynamic Range)-Fotografie
- Signalanalyse Beschreibung der Eigenschaften eines Systems („Black Box“) Veränderung der Signale am Eingang und am Ausgang wird analysiert Bestimmung der Übertragungsfunktion des Systems (H(f)) Eingangsgröße ==> "Black Box" ==> Ausgangsgröße x(f) y(f) Ursache Wirkung
- Signalanalyse ein Werkzeug: Transformation von Zeit- in Frequenzbereich und umgekehrt==> Fouriertransformation Zerlegung der Zeitfunktion in eine Summe von unendlichen harmonischen Funktionen mit unterschiedlichen Frequenzen ==> Fourierreihe Reihenentwicklung einer periodischen und stetigen Funktion aus Funktionsreihen von Sinus- und/oder Cosinusfunktionen Formel!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
- A/D-Wandlung - Abtastung und Aliasing Abtastung: Diskretisierung des zeitkontinuierlichen Signals xa(t) beschreibbar als Summe der mit einem Stoß δ multiplizierten Abtastzeitpunkte x(n) Abtastung und Aliasing: Bandbegrenzung des Eingangsspektrums vor der A/D Wandlung In der Theorie: Verwendung eines ideale Tiefpasses
- A/D Wandlung - Abtastung Der ideale i-te Abtastwert sin(ωti)i-te Abtastwert mit Fehler:sin(ω (ti + τi)) mit τ i als Jitter-Fehler.Jitter-Rauschen:nj(ti) = sin(ωti) - sin(ωti + ωτi) = (1 - cos(ωτi)) - sin(ωti) + sin(ωτi) * cos(ωti)|nj|2 = |1 - cos(ωτi)|2 + sin2(ωτi) = 2 – 2 cos(ωτi)
- A/D Wandlung - Quantisierung Quantisierung: Diskretisierung des wertkontinuierlichen Signals a) Beispielsweise durch Verwendung von sample & hold b) Diskrete Amplituden entsprechen den Quantisierungsstufen in Bit c) Quantisierungsfehler:==> Amplitudenfehler, der durch die wertdiskrete Erfassung der analogen Amplitude entsteht
- A/D-Wandlung - Quantisierung (Wandlungsfehler) Wandlerfehler:• differentielle Nichtlinearität:• “Stufenbreitenfehler”• Veränderung der Breite der Quantisierungsstufen• indicated in LSB Wandlerfehler:•Integrale Nichtlinearität:• Fehler zwischen quantisierten und kontinuierlichen Signalamplituden• indicated in LSB Wandlerfehler:•Offset-Fehler: • horizontaler Versatz Wandlerfehler:•Verstärkungsfehler • Veränderung im Anstieg der Quanitisierungskennlinie
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