Digitalizzazione

Un segnale viene digitalizzato, se il suo stato originario analogico viene tradotto e rappresentato mediante un insieme numerabile di elementi.

Nel campo dell‘informatica e dell’elettronica con digitalizzazione si intende il processo di trasformazione di un'immagine, di un suono, di un documento … in un formato digitale, interpretabile da un computer , dove per formato digitale si intende un codice binario in cui tutto è rappresentato da combinazioni di 0/1.

Digitalizzazione - suono

Un disco in vinile su cui è registrata una canzone rappresenta un esempio di riproduzione analogica di un suono;

la stessa canzone riprodotta tramite un computer ne rappresenta il formato digitale.

Tre sono i parametri che caratterizzano il campionamento del suono, tali parametri influenzano sia lo spazio occupato sia la qualità del suono: Il numero di canali La Risoluzione La Frequenza di campionamento

Digitalizzazione - suono

Numero di canali Mono e Stereo.

Mono un solo canale Stereo due canali separati Surround più canali Un segnale Stereo occupa, in termini di spazio, il

doppio di uno segnale Mono.

Digitalizzazione - suono

La risoluzione Rappresenta il numero di bit utilizzati per

rappresentare i campioni; solitamente si utilizzano 8 o 16 bit per campione:

8 bit 256 valori possibili (relativamente pochi con qualità del suono inferiore a quella di un nastro)

16 bit circa 65000 valori.

Digitalizzazione - suono

Frequenza di campionamento È il parametro fondamentale e rappresenta il numero di

campioni al secondo; 11 kHz adatta alla registrazione della voce 22 kHz adatta alla registrazione di un nastro 44 kHz per una registrazione a qualità cd.

Il teorema del campionamento (Nyquist – Shannon) mette in relazione il contenuto di un segnale campionato con la frequenza di campionamento e le componenti minime e massime di frequenza del segnale originale, definendo la minima frequenza necessaria per campionare un segnale senza perdere informazioni

Digitalizzazione - suono

Il teorema afferma che, sotto le opportune ipotesi, la minima frequenza di campionamento necessaria per evitare ambiguità nella ricostruzione del segnale con larghezza di banda finita e nota è pari al doppio della sua massima frequenza.

fc>= 2fM

Digitalizzazione - suono

Sinteticamente può essere spiegato così:"Se si prendono dei campioni molto stretti fra di loro (frequenza di campionamento alta), ed il segnale varia lentamente nel tempo (la banda del segnale è sufficientemente stretta) si possono ricongiungere i vari punti individuati dai campioni senza intaccare la qualità del suono originale."

Digitalizzazione - suono

Digitalizzazione - suono

Il bitrate è il prodotto dei tre seguenti fattori: numero di canali, frequenza e risoluzione.

Esso rappresenta il numero di bit necessari per riprodurre un secondo di suono e si misura in bit/s.

Digitalizzazione - suono

Esempio: calcolare lo spazio necessario per memorizzare un minuto d'audio stereo con qualità CD (2 byte per campione)

Soluzione: 2 canali *2 byte per campione *44.1 kHz *60 s= 2*2*44100*60 = 10 Mbyte circa

Digitalizzazione - suono

Esempio: calcolare la bitrate necessaria per la riproduzione di un CD audio

Soluzione : Bitrate= 2 canali *16 bit per campione *44.1 kHz = 2*16*44100 = 1,4 Mbit/sec .

Digitalizzazione - suono

Digitalizzazione – immagine

una foto, normalmente formata da un infinito numero di punti ognuno dei quali formato di un'infinita gamma di colori, viene digitalizzata, e quindi tradotta in foto digitale, scomponendo la sua superficie in un numero discreto di "punti" (detti pixel) ognuno dei quali in grado di assumere un colore tra gli x colori possibili

Per la digitalizzazione delle immagini si considerano i seguenti parametri: Risoluzione radiometrica Risoluzioene geometrica:

Risoluzione radiometrica: la minima differenza di luminosità rilevabile detta pure

profondità di colore in bit (da 0 -> nero a L-1 -> bianco ) in B/N: 1 bit : 2 valori possibili (0,1) a livelli di grigio:

8 bit : valore standard (256 livelli di grigio possibili) più dI 8 BIT 9… 16 bit: per applicazioni di qualità

a colori: 24, 30, 36, 48 bit

Digitalizzazione – immagine

Risoluzione geometrica: è legata all‘ampiezza delle aree di immagine,

minori sono i passi di campionamento (dX e dY), maggiore è la risoluzione geometrica del dispositivo.

La risoluzione geometrica viene misurata in punti per pollice o DPI (dots per inch).

Digitalizzazione – immagine

l'operazione di digitalizzazione comporta una perdita di informazioni

Questa è comunque in genere accettabile perché si guadagna in semplicità di rappresentazione Scegliendo parametri idonei non risulta

percepibile. (teorema Shannon Nyquist)

Digitalizzazione