Wykład 3
Wykład 3
Wiadomości i sygnały
w telekomunikacji
Reprezentacja tekstów
Sygnały dz
więkowe. Sygnały mowy.
Przedstawienie obrazów nieruchomych i ruchomych
Sygnały danych cyfrowych
Rodzaje wiadomości w telekomunikacji
Teksty
Reprezentacja tekstu:
" Skończona liczba znaków (litery, znaki logograficzne itp.)
" Znak reprezentuje indeks w słowniku (zawiera wszystkie znaki)
" Indeks jest liczbÄ… przedstawianÄ… np. binarnie
Np. alfabet Morse a
" Literom najczęściej występującym odpowiadają najkrótsze kody:
e (" ), t (  )
" Literom najrzadziej występującym odpowiadają najdłu\
sze kody,
np. q (   "  ), j ("    )
" Długości kodów dostosowane do języka angielskiego
czas
pr
Ä…
d
Dz
więki
pobudzenie odpowiedz

Fale Membrana Czułość Impuls
Receptory
dz
więkowe uszna receptorów nerwowy
nerwowe
Dz
więki
Ciśnienie
Wykres ciśnienia akustycznego
Dz
więki
Właściwości ludzkiego słuchu.
" Słyszalne częstotliwości od 20 Hz do 20 kHz
" Głośność nie jest tylko funkcją intensywności dz
więku, ale tak\
e
częstotliwości
" Próg słyszalności
" Maskowanie dz
więków przez dz
więki o podobnej częstotliwości:
 maskowanie w przód (do 200 ms)
 maskowanie wstecz (do 10 ms)
Czułość ludzkiego ucha
Efekt maskowania w dziedzinie częstotliwości
ton maskujÄ…cy
ton maskowany
próg maskowania
próg  w ciszy
częstotliwość [Hz]
Ci
Å›
nienie akustyczne [dB]
Efekt maskowania w dziedzinie czasu
maskowanie
maskowanie
maskowanie następcze
równoczesne
poprzedzajÄ…ce
sygnał maskujący
Dz
więki w telekomunikacji
" Dz
więk w zakresie słyszalnym przez człowieka:
 radiofonia FM, 30 Hz  15 kHz; D=60dB
 płyty CD: 20 Hz  20 kHz; D=95dB
Dz
więki w telekomunikacji
Mowa
- telefonia: 300 Hz  3400 Hz
Specyfika sygnałów mowy
" Widmo sygnału zawiera zwykle ton podstawowy (tzw. ton
krtaniowy) i składowe harmoniczne
" Ton krtaniowy to:
 ok. 100 Hz dla mÄ™\
czyzn
 ok. 200 Hz dla kobiet i dzieci
" Mowa składa się z głosek dz
więcznych i bezdz
więcznych
" W widmie mowy występują silne lokalne maksima (formanty)
Fizyczny model powstawania mowy
Pobudzenie dla głoski dz
więcznej
Pobudzenie dla głoski bezdz
więcznej (szum)
Fizyczny model powstawania mowy cd.
częstotliwość
czas
Pobudzenie traktu głosowego Widmo pobudzenia traktu
częstotliwość częstotliwość
Ch-ka częstotliwościowa traktu (dB) Widmo głosu(dB)
Obrazy
Budowa obrazu
Reprezentacja obrazu:
" Dwuwymiarowa macierz pikseli
" Ka\
dy piksel posiada cechy:
" kolor (intensywność
składowych koloru)
" jasność
" natÄ™\
eniom tych cech
odpowiadają wartości
odpowiednich sygnałów
Lena  obraz testowy
Budowa obrazu
Przykłady:
" fax (CCITT Group 3):
- prostokÄ…t 0.12 na 0.13
mm
- płaszczyzna 20 x 28
cm podzielona na 3.6
mln pikseli
" obraz SDTV:
- płaszczyzna podzie-
lona na 200 tys pikseli
Powstawanie sygnału obrazu
Pojedyncza linia
(czarno-biały)
Czas skanowania
Powstawanie sygnału obrazu
Powstawanie
sygnału obrazu
Wygaszanie linii
Poziom czerni
Poziom bieli
Poziom wygaszania
Synchr
linii
Struktura rastrowa - ograniczenie pionowej
rozdzielczości obrazu
Obrazy kolorowe
Obrazy kolorowe  czułość oka
Obrazy kolorowe. Składowe obrazu.
Składowe R-G-B
Składowe C-M-Y
Obrazy kolorowe.
Składowe obrazu.
Składowe C-M-Y-K
Obrazy kolorowe. Składowe RGB.
" Obraz kolorowy składowe: Red (R), Green (G),
Blue (B)
" Kompatybilność z B&W: tylko luminancja (Y)
" transformacja do Y, U, V dla zachowania
kompatybilności
Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B
Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B
Składowe
Składowe
U = 0.564 (B - Y)
U = 0.564 (B - Y)
ró\
nicowe
ró\
nicowe
koloru
koloru
V = 0.713 (R - Y)
V = 0.713 (R - Y)
Obrazy kolorowe. Składowe RGB.
luminancja
chrominancja A
chrominancja B
Powstawanie
sygnału obrazu
V
DV, DUH" ok. 50 dB
U
Y
DYH" ok. 100 dB
Obrazy ruchome
Bezwładność oka płynny obraz zło\
ony z odrębnych klatek:



nie mniej ni\
16odtw/s (75odtw/s ?)
Obrazy ruchome
Wiele obrazów w jednostce czasu szybkie skanowanie bardzo



szybkozmienny sygnał (np. odstęp pomiędzy 2-ma rozró\
nialnymi
liniami pionowymi  ok. 200 ns!
Półobrazy "! skanowanie z
"!
"!
"!
przeplotem
Obrazy ruchome. Kolor.
Obrazy ruchome. Kolor.
Obrazy ruchome. Kolor.
Sygnał kolorowego obrazu ruchomego.
Sygnał kolorowego obrazu ruchomego.
Sygnał kolorowego obrazu ruchomego.
Rozdzielczość.
luminancja
 5.15MHz
576i×
×720
×
×
 11.44MHz
720i ×
×1280
×
×
1080i ×
×1920  25.45MHz
×
×
 10.30MHz
576p×
×720
×
×
 22.88MHz
720p ×
×1280
×
×
 50.90MHz
1080p ×
×1920
×
×
Dane cyfrowe
" Obrazy nieruchome
" Teksty
" Obrazy ruchome
" Dz
więki
" Dane wytworzone przez systemy cyfrowe (np. komputery)
f& W systemach cyfrowych do przedstawienia wiadomości powszechnie
stosuje siÄ™ ciÄ…gi symboli binarnych:
ąi "! bk-1bk-2...b1b0 i=0..n-1 n-liczba wiadomości
Ä… "!
Ä… "!
Ä… "!
"
bl"{0,1} l=0...k-1 k-długość ciągu
"
"
f& Za pomocą ciągu binarnego o długości k elementów mo\
na
przedstawić 2k wiadomości. Aby odwzorowanie było wzajemnie
jednoznaczne musi zachodzić:
e"
2ke"n
e"
e"
Postać danych cyfrowych
. 0 1 1 0 1 0 .
. 0 1 1 0 1 0 . . 0 0 1 1 0 1 .
czas
1) Strumień bitów
" strumień bitów (nieprzerwany)
" stała ilość bitów w jednostce czasu
Bity/s
" telefonia, nieskompresowane wideo,
...0101011101..
Postać danych cyfrowych
b.m. n+2
b.m. n+1
b.m. n-1 b.m. n
czas
2) Bloki bitów
" bity zorganizowane w bloki; przerwy między blokami
" zmienna ilość bitów w jednostce czasu
Bity/s
" skompresowane wideo, VoIP, dane z komputera
Postać danych cyfrowych
Bloki bitów
Adresacja
Identyfikacja bitów/bloków
Korekcja błędów
blok n+2
blok n+1
blok n
blok n-1
p.u. n-1 po n-1 p.u. n po n p.u. n+1 po n+1 p.u. n+2
Sygnały danych cyfrowych
Sygnały danych cyfrowych
Wartość
Czas
Sygnał ze składową stałą
Wartość
Czas
Sygnał bez składowej stałej
Podsumowanie
Następny wykład:
 Fizyczne ośrodki transmisji