Representaçao Digital da Informaçao
A representação digital da informação é a primeira característica dos sistemas multimédia:
· Reduzir os media, que estimulam os nossos sentidos, a padrões de dígitos binários que são manipulados pelos computadores…
· Como é representada a informação?
o Na computação são usados dois estados: 0 ou 1
§ Escolhido pela sua simplicidade; símbolos podem ser facilmente representados por exemplo com dois valores de tensão eléctrica (0 Volt e +5Volt)
· Sistema base 2 ou de numeração binária (Leibnitz, Séc. XVIII)
· Álgebra de Boole ou lógica binária (Boole, Séc. XIX)
· No contexto dos sistemas de numeração:
o 0 – ausência de unidade;
o Base – número de símbolos utilizado;
o Unidade – diferença entre dois símbolos consecutivos;
o O valor de um símbolo depende da sua posição no número;
§ (ex: no sistema decimal, 21 é diferente de 12)
· Pode-se estabelecer uma equivalência entre dois sistemas de
numeração:
o Por exemplo, conversão de binário para decimal e vice-versa
Conversão binário – decimal
· Binário para decimal:
· Ou, genericamente, multiplicando o digito pelo valor da posição em que ocorre:
· Divide-se sucessivamente o número decimal pela base 2, sendo o número binário obtido pelos restos das divisões…
Equivalência sistemas numeração
Bytes
· 1 Byte = 8 bit (capacidade de armazenamento)
· Múltiplos: KByte, MByte, GByte, TByte, EByte, ZByte, YByte
Bit
· Múltiplos: Kb, Mb, Gb, Tb, Eb, Zb, Yb (múltiplos de 1000)
· Exemplo de utilização: 1 bps = 1 bit/seg (capacidade de transmissão)
Sinais analógicos
· Os sinais analógicos correspondem a medidas físicas
· São análogos à respectiva variável física que é medida pelo sensor.
· Variam continuamente com o tempo e/ou o espaço:
o s = f(t) O sinal “s” varia apenas em função do tempo;
o s = f(x,y,z) O sinal “s” varia apenas em função do espaço, isto é, das coordenadas “x”, “y”, e “z”;
o s = f(x,y,z,t) O sinal “s” varia em função do espaço e do tempo;
· Exemplo de obtenção de um sinal analógico:
· Exemplo de um sinal analógico com uma única frequência
· Exemplo de um sinal analógico:
Processo de digitalização
· Fases do processo de digitalização
o Amostragem
§ Consiste em recolher apenas um conjunto discreto de valores do sinal contínuo...
o Quantificação
§ Converter os valores recolhidos na amostragem, apenas num conjunto reduzido de valores possíveis...
o Codificação binária
§ Associar a cada valor um código binário (Ex: “00010010” para o valor 18)
Amostragem
· Frequência de amostragem fa = 1 / Ta
· Teorema de Nyquist
Para preservar a informação contida num sinal analógico é necessário amostrar o sinal com uma frequência de amostragem que deve ser sempre superior ao dobro da maior frequência contida no sinal analógico original.
· Uma verificação simples com fa=fs, ou uma amostra por ciclo:
Quantificação
Cada amostra = 2 bit, logo, apenas 22=4 valores possíveis!
Codificação binária
Sinal digital = 1111100011101111110101
Vantagens da digitalização
· Um único tipo de dispositivo de armazenamento é suficiente para todo o tipo de dados
· A transmissão automática é simplificada, porque apenas necessitamos de redes capazes de transportar bit (ex: RDIS)
· A informação digitalizada pode ser tratada por computador (ou por outro hardware, sempre da mesma forma)
· O sinal digital é mais robusto que o analógico, porque menos sensível ao ruído, e pode sempre ser reconstituído… não há perda de qualidade na reprodução e na transmissão
· São possíveis mecanismos de detecção e até correcção de erros
· Cifragem/decifragem da informação, para assegurar segurança, torna-se mais simples.
Desvantagens da digitalização
· _O processo de digitalização introduz sempre distorções:
A amostragem, quantificação e codificação não produz um sinal idêntico ao original.
· Pode-se aumentar o número de amostras, mas…
o implica aumento do número de bits!
§ 8 minutos de som estereofónico CD ocupam 80MBytes de disco
§ Uma página de texto digitalizada pode ocupar 50 000 bytes! A mesma página, no formato de caracteres digitais, ocupa apenas 4000 bytes!
o Há limites na nossa percepção: a partir de um certo ponto as melhorias não são perceptíveis pelos nossos sentidos
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http://marco.uminho.pt/disciplinas/TELEMEDIA/Telemedia2006_Digitalizacao.pdf