Multimediatechnologie
MMT SS2013
MMT SS2013
In welcher Zeit muss bei einer Realzeitanimation ein Bild berechnet und dargestellt werden?
Austausch von Bildern ( bei 640x512):
- 320 kB pro Bild
- 30 Bilder pro Sek. à 9,6 Mb/s
Austausch von Farbinformationen:
- 256 Farben , 3 Byte
- 30 Bilder pro Sek. à0,18MB/s
Nennen Sie die drei weit verbreitenden Fersehnormen für analoges Fernsehen
- NTSC: National Television Systems Committee
- PAL : Phase Alternating Line
- SECAM: Sequential Couleur avec Memoire
Leiten Sie die Datenrate für unkomprimiertes Video nach PAL-Standard her:
768x576x24 = ca.265 Mbit/s
Wie heißt die in Deutschland gängige Norm des digitalen Fernsehens und über welche Transportmedien wird digitales Fernsehen in Deutschland verteilt?
Norm: PAL oder Übergang von SECAM zu PAL
Verbreitung durch:
- (DVB-S) Satellit
- (DVB-C) Kabel
- (DVB-T) Terrestrisch
Wofür steht die Abkürzung MPH? Was ist das Ziel dieser Technologie?
- Multimedia Home Plattform
- Interaktive Anwendungen im TV-Broadcast
Für einen 8x8 Block eines RGB kodierten Bildes wird bei einer Kompression die DCT-Forlmel 192x ausgewertet
Die Zick-Zack-Lauflängenkompression in JPEG profitiert davon , dass nach der Quantisierung die Werte der niedrigen Frequenz null sind.
Der MPEG-2 Videostandard schließt die Auflösung
H.263 ist wie schon H.261 ein rein ISDN-basierter Standard zum Video-Conferencing
MPEG-4 ist besser als vorhergehende Standards auf die digitale Erzeugung von Videos abgestimmt
Bei der Dekodierung einer nach LZW kodierten Nachricht kann unter Umständen der Fall auftreten, dass der letzte benötigte Eintrag in der Kodierungstabelle noch fehlt. Warum kann dieser Fall beim Dekodierungsfall auftreten und wie wird das Problem gelöst?
-> Bei der letzten Stelle, der Codierung fehlt ein Wert der nicht in der Muster Tabelle eingetragen ist. Hierzu wird dann der erste Wert von Next zur Mustertabelle hinzugefügt, wenn dies jedoch nicht möglich ist wird der Letzte Wert von Last zur Mustertabelle hinzugefügt.
In der Psychophysik der auditiven Wahrnehmung gilt…
Auditive Wahrnehmung beschreibt den Vorgang des Hörens und in welcher Form Schall von Lebewesen wahrgenommen wird, also z. B. die Hörereignisse, die bei bestimmten Schallereignissen entstehen.
Eine WAV-datei….
Das WAVE-Dateiformat ist ein Containerformat zur digitalen Speicherung von Audiodaten, das auf dem von Microsoft für Windows definierten Resource Interchange File Format (RIFF) aufsetzt. Eine WAVE-Datei enthält vor den Audiodaten zumindest Informationen über deren Format.
Was sind Isophone?
Beschreibt Welcher Schalldruckpegel für einen Einzelton bei welcher Frequenz erforderlich ist, um jeweils den gleichen Lautstärkeeindruck zu erzielen, ist in den "Kurven gleicher Lautstärkepegel" (Isophone) beschrieben.
Warum wir der Lautstärke Pegel in Phon angegeben?
Das Phon ist die Maßeinheit der psychoakustischen Größe Lautstärkepegel. Neben der Lautheit in Sone wird der Lautstärkepegel in Phon dazu benutzt, die empfundene Lautstärke zu beschreiben, mit der ein Mensch ein Schallereignis als Hörereignis wahrnimmt.
Für einen Kodierung von Sprache allein muss ich mit modernen Vocodern eine Übertragungsrate von _____ Bit/ Sek. Einkalkulieren
3 bis 10³Bit/ Sek.
Was bedeuten die Begriffe Jitter, Noise und Dither
Jitter -> Allgemein ist Jitter in der Übertragungstechnik ein abrupter und unerwünschter Wechsel der Signalcharakteristik.
Noise -> Bei „Noise“ handelt es sich um ein Geräusch das als Störgeräusch Wahrgenohmen wird.
Dither -> Beschreibt eine Methode, die in der digitalen Audiotechnik die Wirkung von Quantisierungsfehlern abmildern kann.
Weshalb und auf welche Weise ermöglicht eine Farbraum-Konvertierung von RGB nach YUV die Kompression von Bilddaten
Das menschliche Auge nimmt die Helligkeitsinfos besser auf als die Farbanteile im Bild. Zur Signalkompression wird die Unterabtastung 4:2:2 verwendet, dadurch erleidet das kodierende Signal um 33 % weniger Qualitätsverlust (YUV).
Was bedeutet die Angabe 4:2:0
Unterabtastung -> Für je 4 Helligkeitswerte (Y) 2 Farbwerte (U, V)
Nennen sie die Hauptanwendungsgebiete und charakteristischeEigenschaften der MPEG-Standards MPEG-1 – MPEG-7 und mindesten 2 Schlüsselelemente von MPEG-21.
MPEG-1 -> Progressives Format mit mehreren Layern. Verwendungsbereich: Video-CD
MPEG-7 -> Ein System zur Beschreibung von Multimedialen Inhalten.
MPEG-21 -> Ein sogenanntes Multimedia Framework.Standard für die Erzeugung, die Produktion und die Freigabe von sowie den Handel mit multimedialen Inhalten.
MPEG-1 - limitiert auf ca. 1,5 MBit/s
MPEG-2 - Fernsehqualität bis HDTV
MPEG-4 - Schmalbandübertragung, synthetische Szenen
MPEG-7 - Metainformationen, Suchmaschinen
Empfindungen enstehen bereits in den jeweils spezialisierten Sinnesorganen
Das Gesetz von Weber besagt, dass ein Reizzuwachs immer ein bestimmter Bruchteil des Ausgangreizes sein muss
Das Mittelohr mit Trommelfell und ovalem Fenster dient als mechanischer Impedanzwandler
Mit Hilfe der Klangfarbe(Timbre) ist es möglich, Schallquellen im Raum zu lokalisieren.
Unter Morphem verstehen wir die kleinste bedeutungstragende sprachliche Einheit
Beim Streaming werden die Daten sukzessive übertragen und nahezu in Echtzeit abgespielt
Eine WAV-Datei ist eine "digitale Kopie" des Schalldruckers am Mikrofon
Eine MIDI-Datei speichert den Formverlauf eines Klanges und kann jedes Klangereignis beinhalten
Auf einer Soundkarte werden die analogen Signalquellen von einem ADC in digitale Signale gewandelt und zum Signalprozessor geleitet
Ein MIDI-Eingabegerät erzeugt einen MIDI-In Datenstrom, der direkt als Digitalsignal abspeichert wird.
In der Psychophysik der auditiven Wahrnehmung gilt...
Bei der Sprachausgabe...
Bei der Digitalisierung von Audio-Signalen
Eine WAV-Datei
MIDI...
Um eine Audiodatei zu verkleinern ist es günstig...
Audio-CDs...
Kriterien einer Soundkarte sind...
Über den optischen Kanal können bis zu 10*bit/s in unser Langzeitgedächtnis eindringen,
Die Darstellungsqualität von Bildern wird hauptsächlich durch zwei Faktoren bestimmt : Farbtiefe und Auflösung
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Lernkarten
Motion-JPEG ist nichts anderes als hintereinander präsentierte JPEG-Bilder
Auf eine CD mit 650MB Kapazität passen 94 Minuten MPEG-Video bei 146 kB/s
Für die Darstellung der Objekte im Präsentationsprogramm legt der MHEG-Standard ganz genaue Richtlinien fest.
Bei AVI bedeutet "interleaved", dass Audio und Video auf getrennten Spuren aufgezeichnet werden.
QuickTime ist nur ein Abspielprogramm, aber keine Methode zur zeitbasierten Kompression von Videos
Auf einer DVD können bis zu 8 Stunden Spielfilm in guter Qualität gespeichert werden
Beim traditionellen Kinofilm...
Zur Darstellung eines Fernsehbildes
Codecs haben verschiedene Vor-und Nachteile...
Für die physikalische Größe von Videodateien gilt...
MPEG...
MHEG...
AVI-Dateien
Quicktime...
Was sind diskrete Medien ?
- Keine zeitliche Komponente in der Darstellung
- Nicht im Sinne von wertdiskret (digital)
- „Gültig“, Aussage der Medien ist zeitunabhängig
Was ist eine LDU ?
LDU = Logical Data Unit ist bei einer Sinfonie: Werk – Satz – Thema – Note – Abtastwert
bei einem Video: Film – Clip – Bilder – Kompressionsblock - Pixel
Was ist eine offene LDU?
Eine offene LDU ist eine nicht beschränkte Einheit wie z.B. Live-Audio eines Telefongesprächs oder ein Video einer Überwachungskamera
Nennen Sie drei Methoden Animationssteuerung und beschreiben Sie diese.
- Offene explizite Steuerung
-Skalierung, Translation, Rotation, Schlüsselbild mit Interpolation
- Prozedurale Steuerung
-Objekte haben Kenntnis über statische und dynamische Eigenschaften.
-Objekte interagieren (Ball und Wand)
-Randbedingungen (z.B. Schwerkraft) fließen in die Eigenschaften ein.
- Steuerung durch Analyse realer Bewegungsabläufe
-Filmen realer Szenen mit nachfolgendem Ersetzen menschlicher Schauspieler
(Rotoscoping, siehe „Herr der Ringe – Zeichentrickversion“)
-Bewegungstracking mit Sensoren (M. Jacksons „Ghost“)
- Kinematische und dynamische Steuerung
-Kinematik: „Beschleunige Objekte x mit Faktor y in Richtung (i,j,k)
-Dynamik: Einbinden physikalischer Gesetze (Schwerkraft, Objekt fällt auf den Boden) à Simulation
Die DCT ist ein entscheidendes Element der JPGEG Kompression. Erläutern Sie in eigenen Worten, was in diesem Schritt passiert und welche Ziele mit DCT erreicht werden sollen.
Umrechnen der Bildinformationen von der Raumdomäne (der gesehenen Darstellung) in die Frequenzdomäne. Dient als Mechanismus zur Trennung wichtiger von unwichtigen Bildanteilen (Frequenzen)
Erläutern sie die 2 besprochenen Ansätze zur Transparenzkodierung
- Farbpalette mit Transparenz Farbe
- Durchlässigkeit der Bildbereiche -> Alpha Kanal / 1Bit , 8Bit oder 16 Bit (Alpha Transparenz)
Was ist eine Web-Palette? Wird sie heute noch gebraucht ?
Eine Web-Palette besteht aus Farben die für die Gestaltung von Webseiten eingesetzt werden. Wurde nach ein paar Einführungsproblemen 1995 auch für das Internet standardisiert
Beschreiben sie die Einsatzgebiete der folgenden Bildformate und warum sie hierfür besonders geeignet sind:
- EXIF :
- GIF:
- TIFF:
- EXIF : Standard bei Digital Kameras à Zusatzinfos: Kameratyp, Orientierung, Belichtungsinfo, Zeitstempel
- GIF: Geschaffen für das Internet : Einfache Animation à Kompression Verlustfrei
- TIFF: Printbereich à Hohe Bildqualität (Auflösung / Farbtiefe )
Warum gibt es in Bildformaten „Pflichteile“ (Critical Chunks) oder einen „Baseline“-Modus sowie erweiterte Modi, z.B. einen „Extension“-Modus.Ancillary Chunks, sogar Private Chunks?
-> Critical Chunks sind Pflichtteile da sie Blöcke sind die einen Header (Breite, Höhe, Bits pro Pixel, welche Kompression verwendet wurde, Interlace-Schema usw.), Paletten (OPTIONAL), Daten und „End“ (Ende der Datei) beinhalten.
-> Ancillary Chunks beinhalten z.B. Transparenz oder Farbinformationen, Textinformationen usw., Private Chunks sind Anwendungsspezifische Inhalte und sind deswegen keine Pflichtteile
Schritt in der DCT erzeugt die größten Verluste? Begründen sie!
-> Die Trennung von hohen und niedrigen Frequenzbereichen , Kompression erst durch Irrelevantsreduktion (Quantiesierung). Hohe Frequenzen werden vom Auge schlecht erkannt deshalb werden hohe Frequenzen stärker eingeschränkt.
Bennen und beschreiben Sie die Arbeitsschritte bei der JPEG-Kompression anhand beigegebener Grafik:
- 64 Helligkeitswerte 8x8 Blöcke
- DCT à 1.Zeile Schwingung Horizontale Frequenzen / 1. Spalte Schwingung Vertikaler Frequenzen
Rest Mischung aus beiden Frequenzen. - Quantisierung à Höhere Frequenz Bereiche werden weggelassen da sie für das Auge schlechter erkennbar sind.
- Zig Zag Scanning à Umwandlung der 1.Dimension in 2.Dimension Matrix
- Lauflängencodierung à Umwandlung von 2.Dimension in 1.Dimension durch Zig Zag-Scanning / ……..
- Entropie Codierung à durchschnittlicher Entscheidungsgehalt eines Zeichens
Das JPEG Verfahren ist ein verlustbehaftetes Verfahren. Bei welchen Schritt kommt es zu einem Informationsverlust und warum gehen diese Informationen unwiderruflich verloren?
-> Bei der Diskretion Kosinustransformation (DCT) genauer gesagt bei der Quantisierung: kleine Koeffizienten verschwinden ganz und die größeren werden Aufgerundet. So lassen sie sich mit wesentlich weniger Bits darstellen.
Mit welcher Frequenz tastet man normal Telefonie ab? Begründen sie den Wert:
3500-800 HZ Samples Abtastungen à Abtasttheorem à Wenn man ein Signal mit max. auftretender Frequenz digitalisieren will. Muss die Abstastrate doppelt so hoch sein wie die Frequenz damit das Signal wieder rekonstruiert werden kann.
Was bedeutet MIDI?
-> Musical Instrument Digital Interface (Instrumentenbezogene Darstellung)
Was wird bei einem MIDI-basiertem Musikstück gespeichert?
- Welches Instrument
- Welche Taste / Saite
- Wann Angeschlagen
- Welche Anschlagsstärke
- Wann losgelassen
Parameter sind bei der Audio-Digitalisierung interessant? Wie berechnet sich daraus die Datenrate für das unkomprimierte, digitale Audio?
-> Datenrate: Abtastfrequenz [Hz] x Bitauflösung [bit] = Datenrate [bit/s]
Abtastfrequenz = die Häufigkeit mit der ein Signal Abgetastet wird.
Bitauflösung= in einer binären Darstellung alle Zahlen die signifikant sind.
Bandbreite [Hz] = Datenrate[bit/s] : 2
Nennen sie 3 Methoden zur Animationssteuerung und beschreiben Sie diese:
1) Offene explizite Steuerung:
- Skalierung ,Translation, Rotation, Schlüsselbild mit Interpolation.
2) Prozeduale Steuerung:
- Objekt Kenntnisse über statische / dynamische Eigenschaften
- Objekte Interagieren
- Randbedingungen ( z.B. Schwerkraft ) fließen in die Eigenschaft mit ein.
3) Steuerung durch Analyse realer Bewegungsabläufe:
- Filmen realer Szenen mit nachfolgenden Ersetzen menschlicher Schauspieler
- Bewegungstracking
Nennen sie die 2 Arten der Animationsübertragung und erläutern Sie jeweils deren Vorteile.
1) Pixelbilderpräsentation Übertragung:
- Wenig Aufwand beim Empfänger.
- Übertragungsrate (meist höher) , Bildauflösung ( Bilder pro Sekunde).
2) Symbolische Beschreibung mit Aktion übertragen:
- Bildgenerierung beim Empfänger.
- Übertragungsrate ergibt sich aus Anzahl der Objekte pro Sekunde und der Komplexität der Objekte.
In welcher Zeit muss bei einer Realzeitanimation ein Bild berechnet und dargestellt werden?
Austausch von Bildern ( bei 640x512):
- 320 kB pro Bild
- 30 Bilder pro Sek. à 9,6 Mb/s
Austausch von Farbinformationen:
- 256 Farben , 3 Byte
- 30 Bilder pro Sek. à0,18MB/s
Nennen Sie die drei weit verbreitenden Fersehnormen für analoges Fernsehen
- NTSC: National Television Systems Committee
- PAL : Phase Alternating Line
- SECAM: Sequential Couleur avec Memoire
Leiten Sie die Datenrate für unkomprimiertes Video nach PAL-Standard her:
768x576x24 = ca.265 Mbit/s
Wie heißt die in Deutschland gängige Norm des digitalen Fernsehens und über welche Transportmedien wird digitales Fernsehen in Deutschland verteilt?
Norm: PAL oder Übergang von SECAM zu PAL
Verbreitung durch:
- (DVB-S) Satellit
- (DVB-C) Kabel
- (DVB-T) Terrestrisch
Wofür steht die Abkürzung MPH? Was ist das Ziel dieser Technologie?
- Multimedia Home Plattform
- Interaktive Anwendungen im TV-Broadcast
Für einen 8x8 Block eines RGB kodierten Bildes wird bei einer Kompression die DCT-Forlmel 192x ausgewertet
Die Zick-Zack-Lauflängenkompression in JPEG profitiert davon , dass nach der Quantisierung die Werte der niedrigen Frequenz null sind.
Der MPEG-2 Videostandard schließt die Auflösung
