Representa§£o de udio e Imagem

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Este trabalho tem como intuito descrever como se dá a representação de um sinal de som ou de imagem na sua forma analógica para uma forma digital, que posteriormente será armazenada em um computador ou em dispositivos afim. Tais como características e processos para a digitalização de um arquivo. Abordando conceitos simples, como tipos de arquivos e suas características e alguns conceitos mais complexos como teorema de Nyquist, amostragem e quantização.

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  • 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLGICO SISTEMAS DE INFORMAOREPRESENTAO DE UDIO E IMAGEMFELIPE DE SOUZA DA COSTAFLORIANPOLIS 2013

2. RESUMOEste trabalho tem como intuito descrever como se d a representao de um sinal de som ou de imagem na sua forma analgica para uma forma digital, que posteriormente ser armazenada em um computador ou em dispositivos afim. Tais como caractersticas e processos para a digitalizao de um arquivo. Abordando conceitos simples, como tipos de arquivos e suas caractersticas e alguns conceitos mais complexos como teorema de Nyquist, amostragem e quantizao.Palavras-chave: Converso Digital/Analgica, Amostragem, Quantizao, Tipos de udio, Tipos de Imagem, Compresso. 3. LISTA DE FIGURASFigura 1 - Uma onda sonora, em cinza, representada digitalmente em vermelho.......7 Figura 2 - Sinal analgico de um som...........................................................................7 Figura 3 - Conversor Analgico/Digital..........................................................................8 Figura 4 - A onda de baixo amostrada a uma taxa que o dobro da da onda de cima. ............................................................................................................................ 9 Figura 5 - Onda contnua e amostragem .................................................................. 10 Figura 6 - Especto de modulao de amplitude..........................................................11 Figura 7 - Cabealho de um arquivo WAV..................................................................14 Figura 8 - Cabealho de um arquivo AIFF.................... ..............................................15 Figura 9 - Cabealho de um arquivo MP3...................................................................18 Figura 10 - Representao de uma imagem Bitmap ................................................. 20 Figura 11 - Representao de uma imagem ao nvel de pixels................................. 21 Figura 12 - Imagem Raster (bitmap) ......................................................................... 22 Figura 13 - Imagem Vetorial ...................................................................................... 23 Figura 14 - Imagem Binria ....................................................................................... 24 Figura 15 - Representao de uma imagem monocromtica digital ......................... 24 Figura 16 - Matriz de pixels ....................................................................................... 25 Figura 17 - 8 bpp ....................................................................................................... 25 Figura 18 - 16 bpp ..................................................................................................... 25 Figura 19 -24 bpp ...................................................................................................... 26 Figura 20 - Eixos X e Y em uma imagem monocromtica. ....................................... 26 Figura 21 - Como um sensor de uma cmera divide a imagem em pores discretas e coleta uma cor (mdia) para cada uma delas. ....................................................... 27 Figura 22 - (a) uma imagem com n bytes por pixel. (b) n bandas com um byte por pixel. .......................................................................................................................... 28 Figura 23 - Niveis de Cores RGB .............................................................................. 28 4. SUMRIO1 INTRODUO ......................................................................................................... 5 2 UDIO ...................................................................................................................... 5 2.1 O que som ?.................................................................................................... 6 2.2 Converso de udio........................................................................................... 7 2.2.1 Converso A/D ............................................................................................ 7 2.2.2 Taxa de Amostragem e Teorema de Nyquist .............................................. 8 2.2.3 Niveis de Quantizao ................................................................................. 9 2.2.4 Converso D/A .......................................................................................... 10 2.2.5 Nmero de Canais ..................................................................................... 10 2.3 Representao do som .................................................................................... 11 2.3.1 Digitalizao do Som ................................................................................. 11 2.3.2 Parametros para digitalizao do som ....................................................... 12 2.4 Compresso e Compactao ........................................................................... 13 2.5 Formatos de udio ........................................................................................... 13 2.5.1 Formtatos no-comprimidos ...................................................................... 13 2.5.1.1 WAV .................................................................................................... 14 2.5.1.2 AIFF ..................................................................................................... 15 2.5.2 Formatos Comprimidos.............................................................................. 16 2.5.2.1 FLAC ................................................................................................... 16 2.5.2.2 APE ..................................................................................................... 17 2.5.2.3 ALAC ................................................................................................... 17 2.5.2.4 MP3 ..................................................................................................... 17 2.5.2.5 OGG Vorbis ......................................................................................... 18 2.5.2.6 AAC ..................................................................................................... 19 2.5.2.7 WMA .................................................................................................... 19 3 IMAGEM ................................................................................................................. 20 3.1 Definio .......................................................................................................... 20 3.2 Pixel ................................................................................................................. 21 3.3 Imagem bitmap ................................................................................................ 22 3.4 Imagem Vetorial ............................................................................................... 23 3.5 Representao de imagem digital .................................................................... 24 3.5.1 Amostragem e Quantizao ...................................................................... 24 3.5.2 Profundidade da Imagem........................................................................... 25 3.5.3 Imagem Monocromtica ............................................................................ 26 3.5.4 Resoluo Espacial ................................................................................... 26 5. 3.5.5 Imagem Multibanda ................................................................................... 27 3.5.6 Imagem Colorida ....................................................................................... 28 3.6 Formatos de Imagens ...................................................................................... 29 3.6.1 Formatos no-comprimidos ....................................................................... 29 3.6.1.1 BMP ..................................................................................................... 29 3.6.2 Formatos comprimidos .............................................................................. 29 3.6.2.1 Com Perda de dados (lossy) ............................................................... 29 3.6.2.1.1 JPEG ........................................................................................................... 29 3.6.2.2 Sem perda de dados (lossless) ........................................................... 30 3.6.2.2.1 GIF .............................................................................................................. 30 3.6.2.2.2 PNG ............................................................................................................ 31 3.6.2.2.3 TIFF ............................................................................................................ 31 4 CONCLUSO......................................................................................................... 32 REFERNCIAS ......................................................................................................... 33 6. 51 INTRODUOQualquer valor numrico, letra, carcter ou outro tipo de informao pode ser codificado sob a forma de um conjunto de bits, no que se designa por informao digital. Se a informao analgica, ou seja, possui um sinal contnuo que varia em funo do tempo, e queremos digitaliz-la, recolhemos alguns pontos deste sinal, isto , pegamos um conjunto discreto de valores deste sinal contnuo (analgico), convertemos estes valores num conjunto reduzido de valores possveis e associamos a cada valor quantificado um cdigo binrio (0 e 1) e obtemos sua representao digital que no vria continuamente em funo do tempo. Tal informao pode ser salva em formatos distintos, dependendo do que se quer obter e dependendo do formato, perdemos qualidade e ganhamos menor tamanho de arquivo e vice-versa. 7. 62 UDIODICIONRIO: Informaes sonoras sob variadas formas: eltrica, ptic