zniekształcenia przyjmują różne formy, w zależności od miejsca, w którym powstają

Podobne dokumenty
zniekształcenia przyjmują różne formy, w zależności od miejsca, w którym powstają

Ćwiczenie 3,4. Analiza widmowa sygnałów czasowych: sinus, trójkąt, prostokąt, szum biały i szum różowy

Grafika komputerowa. Oko posiada pręciki (100 mln) dla detekcji składowych luminancji i 3 rodzaje czopków (9 mln) do detekcji koloru Żółty

Kompresja dźwięku w standardzie MPEG-1

Analizy Ilościowe EEG QEEG

Analiza obrazów - sprawozdanie nr 2

2. Próbkowanie Sygnały okresowe (16). Trygonometryczny szereg Fouriera (17). Częstotliwość Nyquista (20).

AKWIZYCJA I PRZETWARZANIE WSTĘPNE

Podstawy Przetwarzania Sygnałów


Przetwarzanie obrazów rastrowych macierzą konwolucji

Spośród licznych filtrów nieliniowych najlepszymi właściwościami odznacza się filtr medianowy prosty i skuteczny.

Transformata Fouriera

AKWIZYCJA I PRZETWARZANIE WSTĘPNE OBRAZU

BIBLIOTEKA PROGRAMU R - BIOPS. Narzędzia Informatyczne w Badaniach Naukowych Katarzyna Bernat

WYKŁAD 3. Przykłady zmian w obrazie po zastosowaniu Uniwersalnego Operatora Punktowego

KOMPUTEROWE SYSTEMY POMIAROWE

Rekonstrukcja obrazu (Image restoration)

Kwantowanie sygnałów analogowych na przykładzie sygnału mowy

Obraz jako funkcja Przekształcenia geometryczne

Grafika Komputerowa Wykład 2. Przetwarzanie obrazów. mgr inż. Michał Chwesiuk 1/38

4 Zasoby językowe Korpusy obcojęzyczne Korpusy języka polskiego Słowniki Sposoby gromadzenia danych...

Parametryzacja obrazu na potrzeby algorytmów decyzyjnych

Badanie właściwości wysokorozdzielczych przetworników analogowo-cyfrowych w systemie programowalnym FPGA. Autor: Daniel Słowik

TERAZ O SYGNAŁACH. Przebieg i widmo Zniekształcenia sygnałów okresowych Miary sygnałów Zasady cyfryzacji sygnałów analogowych

0. OpenGL ma układ współrzędnych taki, że oś y jest skierowana (względem monitora) a) w dół b) w górę c) w lewo d) w prawo e) w kierunku do

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 14 Pomiar zniekształceń nielinearnych głośnika

Przygotowali: Bartosz Szatan IIa Paweł Tokarczyk IIa

Zakres wymaganych wiadomości do testów z przedmiotu Metrologia. Wprowadzenie do obsługi multimetrów analogowych i cyfrowych

Sprawdzian wiadomości z jednostki szkoleniowej M3.JM1.JS3 Użytkowanie kart dźwiękowych, głośników i mikrofonów

Politechnika Świętokrzyska. Laboratorium. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Ćwiczenie 8. Filtracja uśredniająca i statystyczna.

Generowanie sygnałów na DSP

Cyfrowe przetwarzanie sygnałów w urządzeniach EAZ firmy Computers & Control

Cyfrowe przetwarzanie obrazów i sygnałów Wykład 2 AiR III

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne

Cechy karty dzwiękowej

Filtracja. Krzysztof Patan

typowo do 20dBu (77.5mV) mikrofony, adaptery, głowice magnetofonowe, przetworniki

PROPOZYCJE TEMATÓW PROJEKTOWYCH PROJEKTOWANIE OPROGRAMOWANIA SYSTEMÓW

Metodyka i system dopasowania protez słuchu w oparciu o badanie percepcji sygnału mowy w szumie

Metody komputerowego przekształcania obrazów

Kamera HD-SDI, 2.1 Mp, FULL HD 1920x1080p, GEMINI-020B

Wstęp do fotografii. piątek, 15 października ggoralski.com

Przedmowa Wykaz oznaczeń Wykaz skrótów 1. Sygnały i ich parametry Pojęcia podstawowe Klasyfikacja sygnałów

DYSKRETNA TRANSFORMACJA FOURIERA

8. Analiza widmowa metodą szybkiej transformaty Fouriera (FFT)

PODZIAŁ PODSTAWOWY OBIEKTYWÓW FOTOGRAFICZNYCH

Zaawansowane algorytmy DSP

Przedmowa 11 Ważniejsze oznaczenia 14 Spis skrótów i akronimów 15 Wstęp 21 W.1. Obraz naturalny i cyfrowe przetwarzanie obrazów 21 W.2.

MODULACJA. Definicje podstawowe, cel i przyczyny stosowania modulacji, rodzaje modulacji. dr inż. Janusz Dudczyk

Rys. 1. Wzmacniacz odwracający

Proste metody przetwarzania obrazu

Adam Korzeniewski p Katedra Systemów Multimedialnych

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Algorytmy detekcji częstotliwości podstawowej

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

Klasyfikacja ze względu na konstrukcję

Cyfrowe przetwarzanie obrazów i sygnałów Wykład 10 AiR III

Zjawisko aliasingu. Filtr antyaliasingowy. Przecieki widma - okna czasowe.

Instrukcja do laboratorium z Fizyki Budowli. Temat laboratorium: CZĘSTOTLIWOŚĆ

dr inż. Piotr Odya dr inż. Piotr Suchomski

Laboratorium optycznego przetwarzania informacji i holografii. Ćwiczenie 4. Badanie optycznej transformaty Fouriera

Diagnostyka i protetyka słuchu i wzroku APARATY SŁUCHOWES

Przetworniki A/C. Ryszard J. Barczyński, Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Instrukcja do ćwiczenia nr 23. Pomiary charakterystyk przejściowych i zniekształceń nieliniowych wzmacniaczy mikrofalowych.

3. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe... 43

Zastowowanie transformacji Fouriera w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów

WYDZIAŁ FIZYKI I INFORMATYKI STOSOWANEJ

Metody analizy zapisu EEG. Piotr Walerjan

Tor foniczny Studiem fonicznym

Diagnostyka obrazowa

Różne reżimy dyfrakcji

Rejestracja obrazu. Budowa kamery

Cyfrowe przetwarzanie obrazów i sygnałów Wykład 7 AiR III

Szumy układów elektronicznych, wzmacnianie małych sygnałów

Dźwięk podstawowe wiadomości technik informatyk

Montaż dźwięku. Opracował: dr inż. Piotr Suchomski, dr inż. Paweł Żwan

Zygmunt Wróbel i Robert Koprowski. Praktyka przetwarzania obrazów w programie Matlab

Percepcja dźwięku. Narząd słuchu

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

6. Transmisja i generacja sygnałów okresowych

Wyższa Szkoła Informatyki Stosowanej i Zarządzania

ZAŁĄCZNIK NR Cyfrowy mikser foniczny z wyposażeniem ilość 1 kpl.

12.8. Zasada transmisji telewizyjnej

Automatyczne rozpoznawanie mowy - wybrane zagadnienia / Ryszard Makowski. Wrocław, Spis treści

Przetwarzanie obrazów wykład 6. Adam Wojciechowski

b n y k n T s Filtr cyfrowy opisuje się również za pomocą splotu dyskretnego przedstawionego poniżej:

Pomiary zniekształceń harmonicznych

ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH I TELEKOMUNIKACYJNYCH Laboratorium Podstaw Telekomunikacji WPŁYW SZUMÓW NA TRANSMISJĘ CYFROWĄ

1. Modulacja analogowa, 2. Modulacja cyfrowa

Ćwiczenie 6 Projektowanie filtrów cyfrowych o skończonej i nieskończonej odpowiedzi impulsowej

Analiza właściwości filtra selektywnego

Układy transmisji bezprzewodowej w technice scalonej, wybrane zagadnienia

Kodowanie podpasmowe. Plan 1. Zasada 2. Filtry cyfrowe 3. Podstawowy algorytm 4. Zastosowania

Przekształcenia kontekstowe. Filtry nieliniowe Typowy przykład usuwania zakłóceń z obrazu

Przetwarzanie analogowo-cyfrowe sygnałów

Analiza właściwości filtrów dolnoprzepustowych

Cyfrowe przetwarzanie sygnałów Jacek Rezmer -1-

Sieci komputerowe II. Uniwersytet Warszawski Podanie notatek

EDYTORY AUDIO JAKO NARZĘDZIE DYDAKTYCZNE CZĘŚĆ 1. MOŻLIWOŚCI

Transkrypt:

Opracowali: dr inż. Piotr Suchomski dr inż. Piotr Odya nie ma urządzeń doskonałych każde urządzenie wprowadza do sygnału (fonicznego bądź wizyjnego) zniekształcenia zniekształcenia przyjmują różne formy, w zależności od miejsca, w którym powstają optyczne elektryczne analogowe <-> cyfrowe wynikające z kompresji 1

najczęściej obserwowane zniekształcenia to: zniekształcenia liniowe, zniekształcenia nieliniowe, zniekształcenia fazowe. 2

dotyczą charakterystyki częstotliwościowej teoretycznie ch-ka powinna być płaska w praktyce występują zafalowania pasmo podaje się z uwzględnieniem pewnego marginesu typowo wynosi on 3dB zniekształcenia liniowe wpływają na amplitudę i fazę nie zmieniają kształtu sinusoidy G [db] 3 db pasmo f [Hz] 3

4

5

zniekształcenia nieliniowe powstają wtedy, gdy właściwości urządzenia przetwarzającego dźwięk zależą od poziomu tego dźwięku. w wyniku zniekształceń nieliniowych sygnał sinusoidalny na wejściu urządzenia jest przez to urządzenie zniekształcony, co powoduje powstanie dodatkowych składowych harmonicznych. najczęściej używaną miarą zniekształceń nieliniowych jest współczynnik zawartości harmonicznych (Total Harmonic Distortion): THD[%] H H 2 2 2 1 H H 2 3 2 2 H H 2 4 2 3 H H 2 5 2 4... H... H 2 N 2 N 100% przykładem zniekształceń nieliniowych może być efekt przesterowania wzmacniacza lub głośnika. 6

WAVE MP3 7

zniekształcenia fazowe powstają na skutek różnych opóźnień poszczególnych składowych sygnału dźwiękowego generalnie składowe o wyższych częstotliwości mają większe opóźnienia niż składowe o niskich częstotliwościach głównym źródłem tych zniekształceń są filtry, korektory częstotliwości czy długie przewody sygnałowe 8

zniekształcenia fazowe utrudniają lokalizację przestrzenną dźwięku. w skrajnym przypadku przy przesunięciu o 180 stopni (przeciwfaza) może dojść do wygaszania się dźwięków. 9

Zakłócenia dźwięku mogą mieć charakter: chwilowy (np. trzaski, dropy itp.) płyta gramofonowa brak synchronizacji urządzeń cyfrowych ubytki warstwy magnetycznej taśm (analogowych i cyfrowych) 10

Zakłócenia dźwięku mogą mieć charakter: ciągły (np. szumy, przydźwięk) dwa podejścia do usuwania zakłóceń impulsowych: wygładzanie sygnału przez filtrację dolnoprzepustową lub medianową (przetwarzanie całego sygnału, wprowadzanie dodatkowych zniekształceń) dwuetapowy algorytm, który najpierw dokonuje detekcji zakłócenia w sygnale, a następnie usuwa go i rekonstruuje w tym miejscu przetwarzany sygnał dźwiękowy. 11

w miejscu usuniętego trzasku należy sygnał zrekonstruować: można skopiować sąsiednie próbki ( prawidłowe ) sygnału, można wykorzystać algorytm liniowej predykcji, który na podstawie próbek poprzedzających oraz próbek następnych oblicza wartości próbek rekonstruowanych (próbki powstałe w wyniku predykcji do przodu i predykcji do tyłu są przemiksowywane). metod usuwania szumu nie należy mylić z bramką szumu. w procesie usuwania szumu chodzi o takie przetworzenie dźwięku, aby zawarty w nim szum był jak najmniej słyszalny. najczęściej wykorzystywaną metodą usuwania szumu jest metoda odejmowania widmowego. metoda ta może bazować wyłącznie na obliczeniach statystycznych lub może wykorzystywać model perceptualny słuchu człowieka. 12

polega na systematycznym określaniu średniego widma sygnału i średniego widma szumu we fragmentach nagrania oraz dokonywaniu odejmowania obu reprezentacji widmowych sygnał zaszumiony może być opisany wzorem: y[m] = x[m] + n[m] gdzie x[m] to sygnał mowy a n[m] jest niepożądanym szumem/zakłóceniami w dziedzinie widma widmo sygnału ma postać: X(jω) = Y(jω) - N(jω) ponieważ widmo zakłóceń N(jω) jest nieznane, używa się estymaty N e (jω) X(jω) 2 = Y(jω) 2 N e (jω) 2 13

mimo coraz doskonalszej techniki tworzenia obrazów cyfrowych, zwłaszcza fotografii cyfrowych, obrazy te nie są wolne od zniekształceń. wśród najczęściej spotykanych zniekształceń obrazów cyfrowych należy wyróżnić: zniekształcenia geometryczne, zniekształcenia tonalne, szumy i zakłócenia. 14

najczęściej są wynikiem niedoskonałości układów optycznych aparatów lub niewłaściwym fotografowaniem. występują na skutek: nieliniowości układów przeglądania, nierównoległości płaszczyzn obrazu i elementu fotoczułego, własności fizycznych toru optycznego, obrotu, ruchu aparatu, kamery, zmiany skali. Najbardziej typowe zniekształcenia to: zniekształcenie beczkowe obraz jest lekko sferyczny, charakterystyczne dla obiektywu szerokokątnego, zbyt bliskie fotografowanie. zniekształcenie poduszkowe obraz jest lekko wklęsły, ściągnięte do środka, charakterystyczne dla teleobiektywów (duży zoom), zniekształcenia trapezowe 15

16

Funkcje korekty zniekształceń geometrycznych są wbudowane w większość popularnych narzędzi do przetwarzania obrazów cyfrowych. Wśród metod korekcji można wyróżnić: Aproksymacje transformacji wielomianem, Przekształcenia rozciągające, Przekształcenia afiniczne. 17

Objawia się niedoświetleniem brzegów kadru. Może być spowodowane niedoskonałością optyki lub/i niewłaściwym oświetleniem sceny Wada układu optycznego powstała w wyniku różnych odległości ogniskowych (różna wartość współczynnika załamania) dla poszczególnych składowych światła białego. Objawia się pojawianiem kolorowych obwódek na krawędziach obiektów (granice kontrastowe). 18

Korekcja tonalna jest wymagana w sytuacji gdy parametry ekspozycji obrazu cyfrowego były nieprawidłowe. Popularne narzędzia do obróbki obrazów posiadają następujące funkcje, które pozwalają dokonać korekcji tonalnej obrazu: Zmiana kontrastu i jasności, Korekcja za pomocą poziomów, Korekcja za pomocą krzywych. 19

wynika z niedoskonałości przetworników obrazu pojawia się przy podniesieniu czułości ISO zmniejszeniu oświetlenia zwiększa się wzmocnienie im mniejszy piksel w matrycy, tym większe szumy nie ma sensu korzystanie z matrycy 20Mpikseli w kompakcie 20

Usuwanie szumu z obrazu jest realizowane za pomocą między innymi takich metod jak: Liniowy filtr splotowy (filtry dolnoprzepustowe), Filtry statystyczne (np. filtr medianowy), Operacje arytmetyczne na obrazie (odejmowanie, mnożenie i dzielenie). 21

zamiast przesyłać po kolei kolejne linie obrazu, linie nieparzyste i parzyste przysyłane są naprzemiennie 22

łączenie obu półobrazów duplikowanie linii z jednego z półobrazów odrzucenie jednego półobrazu interpolacja (co najmniej liniowa) algorytmy wykorzystujące informacje o ruchu 23

problem z ruchem w przypadku matryc CMOS, tzw. rolling shutter https://www.youtube.com/watch?v=dnvtmmllnoe 24

Problem aliasingu Aliasing - zbyt mała częstotliwość próbkowania - problem nakładania się widm Objawy: obraz poszarpany, krawędzie obiektów mają postać schodków ; problem obracających się kół (w przypadku obrazu ruchomego). odcinek idealny odcinek narysowany odcinek wygładzony (antialiasing) 25

Metody wygładzania odcinka: bezwagowe próbkowanie powierzchni jasność piksela zależy od stopnia pokrycia piksela przez idealny odcinek wagowe próbkowanie powierzchni przypisywanie różnych wag w zależności od odległości piksela od odcinka Problem aliasingu https://www.youtube.com/watch?v=6xwgbhjro30 26

Problem aliasingu https://www.youtube.com/watch?v=uenitui5_ju 27

ograniczenie pasma wyższe częstotliwości zostają usunięte zniekształcenia fazowe prowadzą do zaburzeń bazy stereofonicznej zaburzenia amplitudy mosquito noise (brzęczenie komara): pojawia się wokół szczegółów, często na liniach przekątnych, przy czcionce o ostrych krawędziach, gdy czarny tekst jest nakładany na jasne tło 28

mosquito noise (brzęczenie komara): pojawia się wokół szczegółów, często na liniach przekątnych, przy czcionce o ostrych krawędziach, gdy czarny tekst jest nakładany na jasne tło Źródło obrazków: http://www.adamwilt.com/pix-artifacts.html quilting (pikowanie): są to drobne nieciągłości przy przechodzeniu z jednej grupy pikseli do drugiej zazwyczaj prawie niewidoczne mogą pojawić się przy długich, wolnych poziomych ruchach kamerą, przy liniach skośnych, zazwyczaj długich o zakrzywieniu około 20 o Źródło obrazków: http://www.adamwilt.com/pix-artifacts.html 29

blokowanie pikseli powstaje, gdy liczba bitów służących do opisania obrazu jest mniejsza od liczby bitów potrzebnych do opisania obrazu zbyt mała przepływność zbyt dynamiczny obraz w skrajnym przypadku następuje zatracenie informacji o kolorach 30

31

32