Einführung in die Medieninformatik

Ifterich
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Ifterich
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Description

Vo Prüfung am 15.12

Resource summary

Question Answer
Sampling Was besagt das Nyquist-Theorem Um ein analoges Signal korrekt in ein digitales Signal umzuwandeln, muss eine Abtastrate verwendet werden, die mindestens doppelt so hoch ist wie die höchste zu übertragende Frequenz der analogen Schwingung
Infraschall : Hörschall : Ultraschall : Hyperschall: Infraschall: 0-20 Hz Hörschall : 20 Hz- 20 kHz Ultraschall 20 kHz - 1 GHz Hyperschall 1 Ghz - 10Thz
Problem beim Digitalisieren von Analogen Audio Signalen : Wenn die Abtastrate niedriger als 41.1 KHz ist dann werden zuerst nicht hörbare Frequenzen beim Abspielen wieder hörbar.
1 Herz
Das Nyquist-Theorem. Aufzeichenen
Was ist Quantisierung Signalverarbeitung
PCM Pulse- Code - Modulation
Quantisierungsrauschen Je kleiner der Bit-bereich desto größer der Rundungsfehler beim Abtasten
Quantisierungsstufen
Audio Sampling Wahl der zu berücksichtigen Frequenzen. Anzahl der Samples Pro Sekunde
PCM : Abtastraten Beispiele Die Zeiteinheiten können auch frei gewählt werden hier beispiele: 44100 / Sekunde - CD 48000 / Sekunde - Studio
DPCM-Kodierung Differenz Pulse Code Modulation Anfangswert von Sample voll und danach nur noch auf oder Abstieg Meist mit min. 16 bit und die Differenzen mit 4 bit 1 bit: 0 fallend 1 steigend
ADPCM - Kodierung Adaptiv Differenz Pulse Code Kodierung / Erziehlt bessere Qualität als DPCM bei gleicher Speicher verbrauch. Ändert die Quantifizierung je nach Signal
Delta Modulation Wird immer nur angeben ob das Signal steigt oder fällt dies macht erst bei Höheren Abtastraten sinn / Der Speicher Platz kann aber trozdem verringert werden. 1 bit Codierung
Speicher berechnung Bei Stero Audiodatein
CD - DA Standard Compact Disc Digital Audio
RechenWeg 3 Min Audio in CD - DA - Standard CD Standard ist 16 bit pro Abtastpunkt. 44100 pro Sekunde 3x60 = 180 s / Stereo also x2 180 x 44100 = 7938000 Abtast 7938000 x16 x2
Umrechnungen von Bit in größere Einheiten 1 Byte = 8 bit 1 Kbite = 1024 Byte 1 Mbite = 1024 Kbite 1 Gigbyte = 1024 Mbyte
Rechenweg: 3 min Audio - DPCM Nur die erste Sekunde wird mit 16 bit Codiert danach nur noch 4 Bit: Erstes Bit 1 x16x2 +44099x4x2 179 x 44100 x4 x2
Wann DPCM - Codierung cd Qualtität Nur wenn kein Sprung zwischen den Samples Größer ist als der Bit bereich : Nyquist-Theorem
MIDI Music Instument Digital Interface
Wieso sind MIDI Dateien so viel kleiner als gleich Lange CD - Audio files Bei MIDI werden nur: Anfang / Ende / Grundfrequenz / Lautstärke übertragen.
RGB - Farbsystem Rot - Grün - Blau jede Farbe mit einem Byte pro pixel 2^8x2^8x2^8 16 Millionen Farben
Unkomprimierte Bildgröße im RGB System berechnen (Bildpunkte x Bildpunkte ) x 3 3 wegen der 3 byte pro Pixel.
Farbtiefe ? Beschreibt immer wie viele bit für die Kodierung eines Pixels genommen wird. z.B: RGBModell 3 Byte = 3 x 8 = 24 Bit
YCbCr = Farbmodel Y = Helligkeitswert wird extra angegeben Cb = Unterschied von Blau zur Helligkeit Cr = Unterschied von Rot zur Helligkeit Wird für JPEG , MPEG verwendet
Was ist Subsampling Bildern Das menschliche Auge kann Farben nicht so genau unterscheiden wie Helligkeit deswegen kann beim Abtasten von Bildern Farbe eingespart werden.
Subsampling Arten 4:4:4:- Jedes Pixel - Farbwert 4:2:2:-Jedes 2 Pixel-Farbe 2/3 4:1:1:- Jedes 4 Pixel-Farbe 1/2 4:2:0:Jedes 2 Pixel-Farbe H/V1/2
Subsambling Berechnungen Helligkeit / Farb / Farb Helligkeit für alle Pixel dann je nach Sampling die anderen Werte dazurechnen.
Warum Subsambling Wahrnehmung des Menschlichen Auges bei Helligkeit viel Empfindlicher als bei Farbe
Lauflängenkodierung Rechnet sich wenn mehr als 4 gleiche Bit aufeinander Folgen
Lauflängenkodierung Methode ....A B C X X X X X X X D A Y T.... X Kommt 7 mal vor allso ..A B C M 3 X D A Y T .. 7 - 4 Offset = 3
Kompressionsrate die 3 Arten 18 Ursprung 15 danach Als Verhältnis : 18 : 15 = 1,2 auf 1 Bit kommen 1,2 15 / 18 x 100 = 83.33 % über (1 -15 /18)*100 = 16,67 % reduziert
Lauflängenkodierung Erkennungs wert als gleichen wie den ZU zu komprimieren z.B: FA FA FA FA FA CD CD FA normal: M 1 FA CD CD FA Mit FA : FA 1 FA CD CD FA FA jedem normal FA noch ein FA hinten anhängen geht gut bis zur zahl 250 (FA) die würde wieder als normales FA interpretiert werden.
Huffman Codierung Wird mit einem Baumdiagramm erstellt Zuerst immer wie oft ein Zeichen auftritt und dann beim kleinsten Beginnen.
Grundsatz Huffman Kodierung Die am Häufigsten auftretenden Zeichen werden mit dem kürzesten Bitsatz Komprimiert und die seltesten mit dem längsten.
MPEG Moving Picture Experts Group
MPEG die vier Arten der Bilder I = Intra Coded Pictures P = Predictiv coded Pictures B =Bidirectionally predictive coded D = DC coded Pictures
Mpeg I - Bilder Intra coded pictures = Sind nicht abhängig geringe kompression / wahlfreier zugriff / JPEG ergebnisse in Echtzeit
MPEG P - Bilder Predictive coded Pictures Brauchen Information von I oder P Bildern / Lässt den zugriff auf ein folgendes P bild zu wenn kein I dazwischen liegt.
MPEG B - Bilder Bidirectionally predictive coded Brauchen Informationen von Voher liegenden und nachfolgenden I oder P Bildern / Höchste Kompressionsrate / Können nie als Referenz dienen.
MPEG D - Bilder DC Coded pictures / werden wie I bilder intraframekodiert - mit hohen Verlusten - Dienen nur zum Schnellen Vorlauf.
MPEG Abhängigkeiten I = Nicht abhängig P = ist von I abhängig + P wenn schon eines da war. B = ist von I und P abhängig vorher wie nacher D = nicht abhängig aber nur vorlauf
Mpeg Speicher Reinfolge Die Speicherungsfolge kann sich von der Abspielfolge unterscheiden Da die B-Frames von den P Frames davor und Danach abhängig sind.
MPEG Rückwärts Auch beim Rückwärtsabspielen bleiben die Frame Abhängigkeiten bestehen.
CMY / CMYK Farbmodell CMY = Cyan / Magenta / Yellow CMYK = Cyan / Magenta / Yellow / Black
Umrechnung RGB zu CMY 1: RGB werte normieren zwischen 0...1 2 : Farbwert dividiert durch den größt möglichen Bitwert. 3 : C = 1 - R 4: Danach wieder den mit dem Maximalen Bitwert multiplizieren
Umrechnung von RGB zu CMYK 1: Ich muss zuerst in ein CMY Modell umrechnen. 2: Als K wert wird der minimalste wert von CMY gnommen. 3 : K von jedem wert abziehen 4 : Mit der maximalen Bitzahl multiplizieren.
RGB zu YCbCr umrechnen 1: Helligkeitswert herausrechen: mit der gegeben Norm. Normwerte dann mit den RGB werten multiplizieren und alles zusammen zählen =Y Cb = B - Y Cr = R - Y diese werte mit 0,5 addieren 2 : Mit höchster Bitzahl multiplizieren
Bei Umrechnungen bei Farbpaletten Immer die Bits pro Kanal beachten ändert immer die Genaugkeit der Dastellung.
Gewichtung der der Verschiednen Farben z.B: ITU-R BT.601 Fernsehnorm 0.299 für R 0.587 für G 0.114 für B
Was ist Frequenz Ist die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde Hörschall 20 HZ 20 KHZ
Einheit der Frequenz Hertz 1 Hertz ist ein Berg und ein Tal pro Sekunde
Wie werden Unterschiedliche Frequenzen wahrgenommen Höhere Frequenzen werden von Menschen als Höhere Töne wahrgenommen
Phon Ist eine Einheit mit der man die Lautstärke von Tönen mit Unterschiedlichen Freqenzen messen kann.
Bei welcher Frequenz ist das menschliche Ohr am sensibelsten Zwischen 700 Hz und 6.600 Hz
Was ist Licht Licht ist eine elektromagnetische Strahlung und somit ein Teil des elektromagnetischen Spektrums
Was ist Lichtfarbe Additive Farbmischung Bilder am Monitor entstehen durch Lichtfarben es gibt 3 Phosphorarten (R / G / B ) Sie ist dadurch definiert was zu Schwarz noch addiert werden muss.
Körperfarbe Ist eine Subtratktive Farbmischung Farbe entsteht dadurch das von einem Köper ein Teil des Lichts nicht reflektiert wird.
Farbtemperatur Diese Farbe würde ein Schwarzer Gegenstand bei einer bestimmten Temperatur haben / Mit der Farbtemperatur kann man eine Farbeindruck einer bestimmten quelle zuweißen
Farbmischung : Additive / Subtraktive Additive: Farbe ist dadurch definier was zu Schwarz addiert werden muss Subtraktive : Farbe ist dadurch definiert was von Weiß entfernt werden muss.
RGB Farbmodell : Beispiel / Wo sind die Grauwerte / Die primärfarben Ist ein Additives Farbmodel. Wird bei Monitoren eingesetzt. Die Primärfarben sind die Farben aus denen alle anderen gemischt werden. In diesem Fall Rot / Grün / Blau
CIE - XYZ Farbspezifikation Die 3 Grundfarben werden durch XYZ "ersetzt" Y ist die Helligkeitsempfindung des Auges / XZ enthalten die Farbwerte damit sind alle wahrnehmbaren Farben darstellbar.
Schalldruck Stärke der Schwingung einer Welle Hörschwelle liegt bei 0,0002 ubar Schmerzgrenze liegt bei 200 ubar
In welcher Einheit wird Schalldruck angeben In dB Dezibel
Frequenz und Amplitude auf die Wahrnehmung Frequenz wird als Tonhöhe wahrgenommen Amplitude wird als Lautstärke wahrgenommen
Signal Physikalische Repräsentation von Informationen
Was ist Modulation Übertragung eines Signals in eine andere Form
Quellenkodierung Die Kodierung wird dem Signal angepasst - z.B: Frequenz Maxima der Sprache
Gesetz der ersten Wellenfront Die Richtung aus dem das Signal kommt wird mit der ersten welle Bestimmt. Egal woher das zweite kommt
Haas - Effekt Das Gesetz der ersten Wellenfront gilt auch dann noch wenn das verzögerte Signal einen bis zu 10 dB Höheren Pegel hat ( Verzögerungen von 2-35) ms
TCP - Protokolle Transmission Control Protocol: / Standard Internet Protokol / Nicht Multicast- Fähig
UDP Protokoll User Datagram Protocol : Übertragung von MPEG Dateien / Paketorientiert / Zuätzliches Protokoll für Kontrolle notwendig
RTP Protocol Real Transport Protocol: /setzt auf UDP/IP auf ist aber unabhängig / Unicast und Multicast fähig
RTCP Protocol Realtime Control Protocol: / Sender und Empfänger tauschen Daten aus Empfänger gibt Feedback
RSVP Protocol Resource Reservation Protocol: Noch kaum verbreitet
Zusammenspiel von Protocollen RTSP stellt Verbindung her und kontrolliert sie. RTP+RTCP übernehmen Datentransfer. RSVP liefert die bnötigten Ressourcen.
Intraobjekt Synchronisation Zeitliche Beziehungen zwischen verschiedenen Präsentationseinheiten innerhalb eines zeitabhängigen Objekts
Interobjekt Synchronisation Zeitliceh Beziehungen zwischen verschieden Medienobjekten.
LDU Logical Data Units - Logische Dateneinheiten
Eigenschaften von LDUs Hierarchien : Medienobjekt, Samples Granularität : ???? Geschlossen: vorhersehbare Dauer Offen : nicht vorhersehbare Dauer
Composite Video Alle Signal Komponenten werden auf einmal digitalisiert / V: weniger aufwand , N: Störungen
Component Video Die einzelnen Komponenten werden getrennt digitalisiert / V: Helligkeit unabhängig von Farbe zu bearbeiten. N: Mehr aufwand
Unterschied von Harter und Weicher Synchronisation Hart: Exakter zeitlicher Bezug Weiche:
YIQ Farbmodel NTSC Fernsehen America I = (R-Y) Q = (B-Y)
YUV -Modell Farbmodell PAL/SECAM Norm Europa U= 0.493 x (B -Y) V= 0.877 x (R-Y)
Wahrnehmungsorientierte Farbmodelle / 3 Teile Farbton - HUE Sättigung - Saturation Helligkeit -Brightness
Klassifikationen von Kodierungen Entropiekodierung : Lauflänge / Hoffman / Arithmetische = Verlustfrei Quellenkodierung: Prädiktion / Transformation / Layered Coding = Velustbehftet Hybriede Kodierung : Jpeg / Mpeg
Festplatten Schnittstellen ATA: Attachment - SATA = seriall ATA - extern eSATA SCSI: small computer system Interface - Geräte unabhänging
Was sind Raids Raid 0= Daten in Stripes zerlegen Raid 1 = Daten genau spiegeln Raid 10 = Mischung aus 1,0 Daten in stripes und spiegeln Raid 3 = Daten in stripes eine extra Parity platte Raid 5 = Daten in Stripes aufgeteillt und die Parity platte auf alle anderen Platten aufgeteillt
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