Tema Tema 22

REPRESENTACIREPRESENTACIÓÓN DE LA INFORMACIN DE LA INFORMACIÓÓN N MULTIMEDIA MULTIMEDIA

Principios de la DigitalizaciPrincipios de la Digitalizacióónn

Propiedades de una sePropiedades de una seññal analal analóógicagica

Análisis de

Fourier

El ancho de banda (El ancho de banda (bandwidthbandwidth ) es la frecuencia m) es la frecuencia mááxima menos la xima menos la mmíínima. Indica las frecuencias que utilizan determinadas tipos de nima. Indica las frecuencias que utilizan determinadas tipos de seseññalesales

También determina la cantidad de información que puede emitir un medio de transmisión

Codificador (Codificador (EncoderEncoder))

La conversiLa conversióón de una sen de una seññal al analanalóógica a una segica a una seññal digital se al digital se realiza a travrealiza a travéés de un circuito s de un circuito electrelectróónico conocido como nico conocido como codificador de secodificador de seññal (al (signalsignalencoderencoder))Para determinar la velocidad de Para determinar la velocidad de Muestreo (Muestreo (samplingsampling raterate) se ) se utiliza el utiliza el teorema de teorema de NyquistNyquist

fm (sps) = 2 fh

El intervalo de cuantificaciEl intervalo de cuantificacióón o n o cuantizacicuantizacióónn ((quantizerquantizer) ) qq va a va a representar la digitalizacirepresentar la digitalizacióón de la amplitud siendo n de la amplitud siendo ““nn”” en nen núúmero de mero de bits utilizado para representar cada muestra.bits utilizado para representar cada muestra.

q = (2 Amáx )/ 2 n

La elección de este intervalo influye en la precisión del muestreo

Decodificador (Decodificador (decoderdecoder))

En necesario En necesario transformar la setransformar la seññal al digital en analdigital en analóógica gica para su reproduccipara su reproduccióónnLa mayorLa mayoríía de las a de las aplicaciones multimedia aplicaciones multimedia que utilizan audio y que utilizan audio y video deben codificar y video deben codificar y decodificar decodificar simultsimultááneamente. A neamente. A esta combinaciesta combinacióón es lo n es lo que se llama que se llama audio/video audio/video CODECCODEC

RepresentaciRepresentacióón de Texton de Texto

Tres tipos de textoTres tipos de texto–– Texto no formateadoTexto no formateado–– Texto formateadoTexto formateado–– HipertextoHipertexto

Texto no formateadoTexto no formateado–– CCóódigo ASCII : 7 bits para codificar cada cardigo ASCII : 7 bits para codificar cada carááctercter

2277 ccóódigos diferentesdigos diferentesCaracteres imprimiblesCaracteres imprimiblesCaracteres de controlCaracteres de control

–– FormatoFormato–– SeparadoresSeparadores–– transmisitransmisióónn

RepresentaciRepresentacióón de Texton de Texto

Texto FormateadoTexto Formateado–– La representaciLa representacióón incluye una secuencia de caracteres n incluye una secuencia de caracteres

para controlar el formatopara controlar el formato–– Una opciUna opcióón importante es lo que se llama n importante es lo que se llama WYSIWYGWYSIWYG

((WWhathat--youyou--seesee--isis--whatwhat--youyou--getget))

RepresentaciRepresentacióón del Texton del Texto

HipertextoHipertexto–– TTipoipo de texto formateado que divide en pde texto formateado que divide en pááginas ginas

y se referencia mediante hiperenlaces ( URLy se referencia mediante hiperenlaces ( URL ))–– Lenguaje mLenguaje máás usado es el HTML que es un s usado es el HTML que es un

subconjunto del SGML. Tambisubconjunto del SGML. Tambiéén se utiliza una n se utiliza una mejora del HTML que se llama XML, que le mejora del HTML que se llama XML, que le aaññade un contenido semade un contenido semáántico (ntico (tagstags) a la ) a la informaciinformacióón de las pn de las pááginas WEB ginas WEB

RepresentaciRepresentacióón de la Imagenn de la Imagen–– Existe un gran nExiste un gran núúmero de programas que permiten la generacimero de programas que permiten la generacióón de n de

grgrááficosficos–– Una imagen se representa mediante una matriz bidimensional de loUna imagen se representa mediante una matriz bidimensional de los s

pixelspixels que la componen.que la componen.–– El nEl núúmero de mero de pixelspixels viene determinado por la resoluciviene determinado por la resolucióón de la n de la

imagen imagen (640x480) (640x480) –– Cada Cada pixelpixel tiene un rango de colores asociado, que depende de tiene un rango de colores asociado, que depende de

nnúúmero de bits utilizadomero de bits utilizado8 bits permite tener a cada 8 bits permite tener a cada pixelpixel 256 colores diferentes.256 colores diferentes.

–– Todos los objetos de una imagen estTodos los objetos de una imagen estáá formados de un conjunto de formados de un conjunto de llííneas conectadasneas conectadas

–– Cada objeto tiene varios atributos:Cada objeto tiene varios atributos:Forma (Forma (shapeshape))TamaTamañño (posiciones de los o (posiciones de los pixelspixels de la frontera)de la frontera)El color del bordeEl color del borde

–– Editar una imagen significa modificar estos atributosEditar una imagen significa modificar estos atributos–– RenderizadoRenderizado (rendering) se llama a la operacise llama a la operacióón de rellenar una n de rellenar una

figurafigura

Existen dos tipos de Existen dos tipos de representacirepresentacióón:n:–– Bajo nivel: almacenamiento Bajo nivel: almacenamiento

del valor de los del valor de los pixelspixels, , bitmapbitmap..

–– Alto nivel: lenguaje que Alto nivel: lenguaje que describe la imagen, GIF describe la imagen, GIF ((GraphicalGraphical interchageinterchage formatformat) ) y TIFF (y TIFF (taggedtagged imageimage file file formatformat))

RepresentaciRepresentacióón de la imagenn de la imagen

Documentos digitalizadosDocumentos digitalizados–– Son producidos por un scanner incluido en mSon producidos por un scanner incluido en mááquinas de quinas de

fax.fax.–– Cada pCada páágina es escaneada de dcha. a izq., de arriba gina es escaneada de dcha. a izq., de arriba

abajo y produce como resultado un conjunto de labajo y produce como resultado un conjunto de lííneasneas–– La resoluciLa resolucióón aprox. es de 8 n aprox. es de 8 pixelspixels (o (o pelspels) por mm. ) por mm. –– SSóólo se utiliza un lo se utiliza un bitbit para representar el para representar el pixelpixel

0 0 pixelpixel blancoblanco1 1 pixelpixel negro negro

ImImáágenes digitalizadasgenes digitalizadas–– Se utiliza mSe utiliza máás de un s de un bitbit para digitalizar cada elemento de para digitalizar cada elemento de

la imagen (a partir de 8 bits, lo que nos permite la imagen (a partir de 8 bits, lo que nos permite representar 256 niveles de grises).representar 256 niveles de grises).

RepresentaciRepresentacióón de imn de imáágenesgenes

Principios del colorPrincipios del color–– El ojo humano percibe un El ojo humano percibe un úúnico color cuando se mezclan nico color cuando se mezclan

un conjunto de colores formado por tres colores un conjunto de colores formado por tres colores considerados considerados primariosprimarios. .

–– En realidad, todo el espectro de colores (gama de En realidad, todo el espectro de colores (gama de colores) puede generarse mediante la mezcla, en colores) puede generarse mediante la mezcla, en diferentes proporciones, de los tres colores primarios diferentes proporciones, de los tres colores primarios rojo rojo (red R)(red R), , verde (verde (greengreen G) G) y y azul (blue B)azul (blue B). .

–– La tLa téécnica utilizada para llevar a cabo esta mezcla puede cnica utilizada para llevar a cabo esta mezcla puede ser:ser:

Aditiva: El color negro se genera cuando el porcentaje de los Aditiva: El color negro se genera cuando el porcentaje de los colores primario es 0.colores primario es 0.Sustractiva: Los tres colores primarios son el Sustractiva: Los tres colores primarios son el cian (cian (cyancyan C),C), el el magenta (magenta M)magenta (magenta M) y el amarillo (y el amarillo (yellowyellow YY). ).

RepresentaciRepresentacióón de Imn de Imáágenesgenes

Profundidad del Profundidad del pixelpixel–– El nEl núúmero de bits por mero de bits por pixelpixel–– Determina el nDetermina el núúmero de colores que es posible mero de colores que es posible

representarrepresentar12 bits : 4 bits por color primario, 4096 colores diferentes12 bits : 4 bits por color primario, 4096 colores diferentes24 bits : 8 bits por color primario, 16 millones de colores 24 bits : 8 bits por color primario, 16 millones de colores diferentesdiferentes

–– El ojo humano no puede discriminar en ese rango de El ojo humano no puede discriminar en ese rango de colores, por lo que se utiliza un subconjunto de este colores, por lo que se utiliza un subconjunto de este rango.rango.

Los colores (valor de los tres colores primarios) seleccionados Los colores (valor de los tres colores primarios) seleccionados se se almacenan en una tabla.almacenan en una tabla.

Los colores son indexados por el valor de Los colores son indexados por el valor de pixelpixelEsta tabla se conoce como CLUT (Color Esta tabla se conoce como CLUT (Color LookLook--up up TableTable))

RepresentaciRepresentacióón de Imn de Imáágenesgenes

ProporciProporcióón de la pantalla (n de la pantalla (AspectAspect Ratio): ProporciRatio): Proporcióón entre el ancho y la n entre el ancho y la altura de la pantalla: 4/3 16/9altura de la pantalla: 4/3 16/9Se llama Se llama frameframe al conjunto de lal conjunto de lííneas horizontales que constituyen una neas horizontales que constituyen una imagen en un monitor (625 limagen en un monitor (625 lííneas en neas en europaeuropa))Las caracterLas caracteríísticas de los eststicas de los estáándares de representacindares de representacióón grn grááfica son las fica son las siguientes (resoluciones de pantalla):siguientes (resoluciones de pantalla):–– VGA, res. 640x 480x8, 256 col., VGA, res. 640x 480x8, 256 col., memmem. 307.2Kb . 307.2Kb –– XGA, res. 640x 480x16, 64K col., XGA, res. 640x 480x16, 64K col., memmem. 614.4Kb res. 1024x 768x8, 256 col., . 614.4Kb res. 1024x 768x8, 256 col., memmem. .

786.43Kb786.43Kb–– SVGA, res. 800x 600x16, 64K col., SVGA, res. 800x 600x16, 64K col., memmem. 960Kb res. 1024x 768x8, 256 col., . 960Kb res. 1024x 768x8, 256 col., memmem. .

786.43Kb res. 1024x 768x24, 16M col., 786.43Kb res. 1024x 768x24, 16M col., memmem. 2359.29Kb. 2359.29Kb

Las cLas cáámaras digitales y los maras digitales y los scannersscanners estestáán basados en un dispositivo n basados en un dispositivo llamado CCD ( llamado CCD ( chargecharge--coupledcoupled devicedevice). A cada celda de adquisici). A cada celda de adquisicióón de n de luz se le llama fotoluz se le llama foto--sensor. sensor. EL formato mEL formato máás utilizado es el TIFF para fotografs utilizado es el TIFF para fotografíía electra electróónica (TIFF/EP)nica (TIFF/EP)

Existen tres mExisten tres méétodos para obtener el color de cada fototodos para obtener el color de cada foto--sensor:sensor:••Un primer mUn primer méétodo hace una interpolacitodo hace una interpolacióón de los valores RGB de n de los valores RGB de los 8 los 8 pixelspixels vecinos. Se usa en cvecinos. Se usa en cáámaras dommaras doméésticas.sticas.••El segundo mEl segundo méétodo se basa en la utilizacitodo se basa en la utilizacióón de un filtro por cada n de un filtro por cada color que se almacena en tiempos separados. Se usa en color que se almacena en tiempos separados. Se usa en ccáámaras profesionales.maras profesionales.••El tercer mEl tercer méétodo tiene un CCD por cada color btodo tiene un CCD por cada color báásico y los trata sico y los trata independientemente. Se utiliza en imindependientemente. Se utiliza en imáágenes de mucha calidad y genes de mucha calidad y

DigitalizaciDigitalizacióón de la Vozn de la Voz

Se utiliza el mecanismo llamado PCM (pulse Se utiliza el mecanismo llamado PCM (pulse codecodemodulationmodulation), Recomendaci), Recomendacióón ITUn ITU--T G.711T G.711El esquema general:El esquema general:

El sistema es un digitalizador tradicional, salvo en la cuantificación que no es lineal. En amplitudes bajas la cuantificación es mayor que en las altas, porque el oído humano es más sensible a las bajas. Esto lo realiza el compresor y el descompresor.

Utiliza 5 bits de cuantificación.

DigitalizaciDigitalizacióón de la Mn de la Múúsicasica

Utiliza el estUtiliza el estáándar CDndar CD--DA ( Digital Audio )DA ( Digital Audio )CaracterCaracteríísticas:sticas:–– 44.1 44.1 KspsKsps, a la se, a la seññal se le hace un muestreo cada 23 al se le hace un muestreo cada 23

microsegundosmicrosegundos–– La cuantificaciLa cuantificacióón es de 16 bits, 65536 intervalosn es de 16 bits, 65536 intervalos–– La velocidad del canal en estLa velocidad del canal en estééreo es 1.411 reo es 1.411 MbpsMbps

Audio sintetizadoAudio sintetizado–– EstEstáándar MIDI ( Music ndar MIDI ( Music InstrumentInstrument Digital Digital InterfaceInterface ). ).

Almacena los acordes de cada instrumento que Almacena los acordes de cada instrumento que interviene en la canciinterviene en la cancióón. Ocupa poco espacion. Ocupa poco espacio

RepresentaciRepresentacióón de audion de audio

Se consideran dos tipos de seSe consideran dos tipos de seññales de audio: ales de audio: la producida por la voz, y la mla producida por la voz, y la múúsica de alta sica de alta fidelidad.fidelidad.–– El ancho de banda tEl ancho de banda tíípico de la voz va de los 50 pico de la voz va de los 50

HzHz. a los 10 KHz., seg. a los 10 KHz., segúún el teorema de n el teorema de NyquistNyquistnecesitamos 20Ksps muestras, y una necesitamos 20Ksps muestras, y una cuantificacicuantificacióón de 12 bits.n de 12 bits.

–– El ancho de banda de la mEl ancho de banda de la múúsica va entre los 15 sica va entre los 15 HzHz. a los 20 . a los 20 KHzKHz, necesitamos 40 , necesitamos 40 KspsKsps muestras, muestras, y una cuantificaciy una cuantificacióón de 16 bits. Si es estn de 16 bits. Si es estééreo reo necesitamos dos senecesitamos dos seññales.ales.

RepresetnaciRepresetnacióónn del Vdel Víídeodeo

El vEl víídeo se aplica en las aplicaciones de entretenimiento, las interpdeo se aplica en las aplicaciones de entretenimiento, las interpersonales, y ersonales, y las interactivas. Cada una necesita una calidad de video diferenlas interactivas. Cada una necesita una calidad de video diferente.te.DifusiDifusióón de televisin de televisióónn–– Sistema utilizado en Europa es el PAL, con 625 lSistema utilizado en Europa es el PAL, con 625 lííneas 50 neas 50 HzHz. y en USA el NTSC con . y en USA el NTSC con

525 l525 lííneas 60 neas 60 HzHz..–– Las propiedades de las seLas propiedades de las seññales de color son las siguientes:ales de color son las siguientes:

brillo ( brillo ( brightnessbrightness ): cantidad de luz, variaci): cantidad de luz, variacióón entre el color negro y el blancon entre el color negro y el blancocolor ( color ( huehue ): determina la frecuencia y longitud de onda que define a cada): determina la frecuencia y longitud de onda que define a cada colorcolorsaturacisaturacióón ( n ( saturationsaturation ): determina la viveza del color, va de tonos pastel al rojo ch): determina la viveza del color, va de tonos pastel al rojo chillillóón.n.

–– El tEl téérmino Luminancia ( Y ) se refiere al brillo y la rmino Luminancia ( Y ) se refiere al brillo y la CrominCromináánciancia se refiere al color y la se refiere al color y la saturacisaturacióón.n.

–– La seLa seññal resultante de mezcla de la luminancia y la al resultante de mezcla de la luminancia y la cromincromináánciancia es el video es el video compuesto. compuesto.

En el sistema PAL el video compuesto tiene estos valores:En el sistema PAL el video compuesto tiene estos valores:–– Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 BY = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B–– U = 0.493 ( B U = 0.493 ( B –– Y )Y )–– V = 0.877 ( R V = 0.877 ( R –– Y )Y )

(Donde Y es el valor de luminancia; R, G, B son los valores de c(Donde Y es el valor de luminancia; R, G, B son los valores de cada color; U es ada color; U es el valor de la el valor de la cromincromináánciancia azul; y V es el valor de la azul; y V es el valor de la cromincromináánciancia roja)roja)

RepresentaciRepresentacióón del Vn del Víídeodeo

VVíídeo Digital deo Digital –– Utilizado en estudio de grabaciUtilizado en estudio de grabacióón. Estn. Estáándar CCIRndar CCIR--601.601.–– Los formatos de digitalizaciLos formatos de digitalizacióón mn máás comunes son:s comunes son:

Formato 4:2:2, realiza una digitalizaciFormato 4:2:2, realiza una digitalizacióón de 13.5 n de 13.5 MHzMHz. de la luminancia ( Y ) y 6.75 . de la luminancia ( Y ) y 6.75 MHzMHz. en . en los valores de los valores de cromincromináánciancia ( U y V ). ( U y V ).

–– Las muestras se realizan 4 Y , 2 U y 2 V ( 4:2:2). ResoluciLas muestras se realizan 4 Y , 2 U y 2 V ( 4:2:2). Resolucióón es de Y = 720x576, U = V = 360 x 576n es de Y = 720x576, U = V = 360 x 576Formato 4:2:0, igual que el anterior, aunque disminuye a la mitaFormato 4:2:0, igual que el anterior, aunque disminuye a la mitad las muestras de la d las muestras de la cromincromináánciancia. Resoluci. Resolucióón Y = 720x576, U = V = 360 x 288n Y = 720x576, U = V = 360 x 288Formatos de televisiFormatos de televisióón digital ( HDTV ), pantalla es de 16/9, resolucin digital ( HDTV ), pantalla es de 16/9, resolucióón 1920 x 1152. Utilizan n 1920 x 1152. Utilizan formato 4:2:2 y 4:2:0formato 4:2:2 y 4:2:0

–– SIF ( SIF ( sourcesource interfaceinterface formatformat ), calidad similar a la de un video dom), calidad similar a la de un video domééstico ( VCR ). stico ( VCR ). Utiliza la mitad de refresco 30 Utiliza la mitad de refresco 30 HzHz, con escaneo progresivo. Formato 4:1:1. , con escaneo progresivo. Formato 4:1:1.

ResoluciResolucióón Y = 360x288, U = V = 180 x 144n Y = 360x288, U = V = 180 x 144–– CIF ( CIF ( commoncommon interfaceinterface formatformat ), se utiliza en aplicaciones de video conferencia. ), se utiliza en aplicaciones de video conferencia.

Utiliza la mitad del refresco 30 Utiliza la mitad del refresco 30 HzHz, igual que el SIF. Se utilizan mejoras de resoluci, igual que el SIF. Se utilizan mejoras de resolucióón n como:como:

4CIF ( Y= 720x576; U=V=360x288)4CIF ( Y= 720x576; U=V=360x288)16CIF ( Y= 1440x1152; U=V=720x576)16CIF ( Y= 1440x1152; U=V=720x576)

–– QCIF ( QCIF ( quarterquarter CIF ), aplicaciones de videoCIF ), aplicaciones de video--teltelééfono. Refresco de 15 fono. Refresco de 15 HzHz. y resoluci. y resolucióón n Y=192x144; U=V=90x72Y=192x144; U=V=90x72