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Medieninformatik-FAQ
Digitalisierung (AD-DA)
Grafik (BMP-JPEG)
Audio (MP3-WAVE)
Video (MPEG)
Kompression (Algorithmen)
Nennen Sie 7 Schichten von dem OSI-Layer-Modell!
| OSI-Modell | TCP/IP | Protocole (ODI) |
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7 Anwendungsschicht (Applications Layer) 6 Darstellungsschicht (Presentations Layer) 5 Sitzungsschicht (Session Layer) 4 Transportschicht (Transport Layer) 3 Vermittlingsschicht (Netzwerk Layer) 2 Sicherungsschicht (DataLink Layer) 1 Bitübertragungsschicht (Physikal Layer) |
Application TCP/UDP IP/ICMD Network Access |
NFS , FTP , DNS |
Digitalisierung (AD-DA)
Wie funktioniert ein AD-Wandler?
AD-Wandler zeichnen können!
[ Abtasten (Sampler) ] > [Die Werte Halten (Sample & Hold) ] > [Quantisierer] > [ Kodierer ]
Was ist erforderlich, um analoge Signale Computer unterstützt zu
ver- und bearbeiten zu können?
Nennen Sie dabei wesentliche (wichtigste) Schritte in der Digitalisierung von
Audio oder Video.
Abtasten (Sampler)
Die Werte Halten (Sample & Hold)
Quantisierer
Kodierer
Berechnen Sie die Datenmenge (in Byte) eines
Stereo-Audiosignals bei einer Abtastrate von
44kHz und 16 Bit Auflösung!
2 x 44000 x 16/8 =176 000 Bytes/sec
Wie groß ist die Datenmenge in MB/sec eines TV-Videosignals
(50 Hz; Zeilensprungsprungverfahren),
wenn das Bild aus 625 Zeilen und 864
Spalten besteht und eine Farbauflösung von 8 Bit hat.
(625 x 864 * 8 * 25) / (8*1024*1024) = 12.875 MB/sec
Berechnen Sie die Datenmenge/sec (in
Byte) eines Stereo-Audiosignals bei einer Abtastrate von 44,1 kHz du 8 Bit
Auflösung.
2 x 44 100 * 8/8 =88200 Byte/sec
Wie gross ist die Datenrate bei einem Video 640x480 3Byte 25fps
Bandbreitenberechnung!! 8Bit 40Khz Stereo
40Kbyte/s * 2(Stereo) = 80Kbyte/s
Über welche Kanäle oder Medien nimmt der Mensch Informationen
auf, über die auch eine Computerunterstützung?
Tasten
Hören Sprache,Ton
Sehen Text,Bild
Schmecken
Riechen
Wenn ein Signal, das in Wertebereich unendlich abgestuft ist, was ist das?
Ein analoges Signal
Was ist der Unterschied zwischen einem Analogem und einem
Digitalen Signal?
Analog Zeit und Wertkontinuierlich
Digital Zeit und Wertdiskret
Grafik (BMP-JPEG)
Zeichnen Sie in ein kartesisches Koordinatensystem einen
3-D-Würfel und tragen Sie die Farben und die Werte für das RGB-Modell ein!
(Zeichnen)
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Wieviele Grundfarben/Primärfarbe gibt es?
3 (Rot Grün Blau)
Wieviele Dimensionen hat eine Computergrafik?
2–3 Dimensionen
Was bedeutet verzahnte Bildaufbereitung bei JPEG?
Die Ebenen werden nicht einzeln dekodiert sondern stück für stück.
Gibt die Helligkeit oder die Farbe die Amplitude wieder?
Helligkeit! (?)
Welche Farbmodelle kennen Sie?
Add RGB
Sub YUV CMY
Was ist das RGB-Modell?
Additive Farbmischung der Grundfarbe
Nennen Sie ein Beispiel für substraktive Farbmischung?
CMY YUV
Was gibt Y und was C wieder?
Y Luminanz
C Crominanz
Nenne Sie mindestens 3 JPEG Modi ?
Basis-Modus - Sequentieller Aufbau (von oben nach unten)
Progressiv - (Mit Vorschau)
Verlustfrei - (kein DCT, nur Entropiekodierung)
Hierarchisch - (es werden mehrere Auflösungen gespeichert)
Wie viele Ebenen gibt es bei JPEG theoretisch und praktisch?
Nennen Sie diese.
oder
Wieviel Bildebenen sind max bei JPEG möglich und wieviele
werden eingesetzt
Max 256
Typisch 3 (YUV)
Was bedeutet 4.1.1 oder 4.2.2 Abtastung?
Abtastung 4 Y und 1 oder 2 für C
4.2.2 halb Horizontal
4.1.1 halb Horizontal und halb Vertikal
Ist das RGB-Modell ein additives oder ein subtraktives Modell?
Begründen Sie warum!
Add ,Mischt man dir drei Farben mit bestimmter Intensität zusammen, so ergibt
sich die Farbe Weiß
Nenne Sie drei Schritte im Baseline-Modus von JPEG Verfahren.
Konvertierung in den Fabraum
Farb-Subsampling
DCT
Quantisieren der DCT- Koeffizienten
Codieren der Koeffizienten
Audio (MP3 - WAVE)
Wie groß ist die kleinste Abtastfrequenz, um ein Analoges Signal
Verzerrungsfrei bzw Aliasingfrei abzutasten, um es später auch rekonstruieren zu
können?
Nach Nyquist mindestens die doppelte
Abtastfrequenz
Was ist der Grund warum ich bei Audio-CD´s 44Khz abtaste?
Nach Nyquist mindestens die doppelte Abtastfrequenz
Der Mensch nimmt max 20KHz war ->
min 40 KHz
Welche Samplingfrequenz (Abtastfrequenz) ist für Audio
typisch?
44 100Hz oder 44,1kHz
Was ist MP 3?
oder
Welches gängige Kompressions- bzw. Kodierverfahren wird für Audio
eingesetzt?
MPEG1 Layer3 -> MP3
Nennen Sie eine Lösung für Audio-Stream-Technologie (Tipp: wird
im Internet verbreitet eingesetzt)
MP3
Wie groß ist das vom menschlichen gehör verarbeitbare
Frequenzspektrum?
oder
Welche Audiofrequenzen sind für das menschliche Ohr relevant?
20 –20000 Hz
Warum wird das Spektrum in 32 Bänder unterteilt?
oder
Wozu wird bei MPEG1-Audio das Audio Eingangssignal in 32
Frequenzbänder unterteilt?
Was ist Maskierung?
Leise Frequenzen in der nähe von Lauten Frequenzen werden nicht war genommen
und werden deshalb nur mit geringerer Auflösung kodiert
Wieviel Bit wird bei der Quatisierung von Audio CD benutzt?
16 Bit
Wie nimmt der Mensch Lautstärke auf?
Logarithmisch
Was geben die beiden Parameter Amplitude und Frequenz wieder?
A
Unterschied zwischen DC und AC?
Grundton – Änderungen
Video (MPEG)
Wieviele Layer gibt es bei MPEG1?
oder
Wieviel Layer und wieviel Level existieren bei MPEG1-Audio?
jeweils 3
Interframe Intraframe MPEG
oder
Was bedeutet Intraframe und Interfrane Kodierung im MPEG und
welche bewandnis hat sie?
Intraframe um innerhalb eines Frames zu kodieren
Interframe um innerhalb mehrere Frames zu kodieren (Leicht zu merken Internet
(Global) und Intranet (Lokal))
Was sind die drei Komponenten/Standards in MPEG?
Audio
Video
System
Welche Dimension hat eine Animation?
Räumlich 2 und Zeitlich 1 dimensional
Was ist ein Medienobjekt?
Informationseinheiten einer Multimedialen Einheit z.B. Audio, Video
Welche Faktoren beeinflussen die Entwicklung von
Multimediaentwicklung?
Market pull CBT, Teleshopping
Technology push Bildtelefon, Multimedia Mail
Was gibt die Bildrate wieder?
Die Menge der Bilder pro Sekunde
Warum braucht man nur eine 2-dimensionale DCT bei der
Bildkodierung in MPEG?
weil ein bild in x,y Richtungen gerichtet ist
Typisch für Videokonferenz?
Ca. 25 fps
Mit welchen Ansätzen kann man die großen Datenmengen bei
Video begegnen?
Bildgrösse
Auflösung
Framerate
KOMPRESSION!
Was beschreibt der MPEG-Standart?
Mechanismen und Algorithmen von Audio und Videospeicherung und deren
digitale Übertragung
Welche Abtastraten bei MPEG1 Audio
32, 44.1 , 48 KHz bei allen Layern
Was / Wird bei der DCT transformiert?
Transformation vom Zeit in den Frequenzbereich.
Was ist der Vorteil beim Prädikativen Verfahren?
Aus den vorhergehenden werten werden folgende Werte vorhergesagt, daher sind
kleiner Datenmengen nur zu übertragen.
Was ist das besondere Merkmal von MPEG-2 Video?
Skalierbarkeit.
Welche arten von Skalierbarkeiten gibt es?
Räumliche Skalierung -
Skalierung der Rate
Amplitudenskalierung
Nennen sie zwei Skalierbarkeitsparameter!
Räumliche Skalierbarkeit
Skalierung der Bildrate
Was umfasst der MPEG Standart?
Audio und Video Kompression mit Synchronisierung.
Welche Bildtypen gibt es bei MPEG-Video?
B I P D
BBI BBP BBP BBI
Was gibt die Amplitude eines Videosignals wieder bzw. wie macht
sich das bemerkbar?
Die Helligkeit
Aus wie vielen Ebenen besteht ein MPEG-Videobild?
3 Ebenen - YCrCb
Y-Lumminanz
Cr-Grau zu Rot
Cb-Grau zu Blau
Ist progressiver Bildaufbau in MPEG-Video möglich und warum bzw. warum nicht?
Nein, weil fertige Bilder gezeigt werden müssen um was zu erkennen wenn jedes
bild immer Progressiv geladen wird und das nächste geladen werden muss wird
alles verschwommen vorkommen.
Welche der Standartkomponenten beim MPEG-Standart ist für die
Synchronisation von Audio und Video zuständig und was wird synchronisiert?
System sorgt für die Synchronisation und Multiplexine von Audio und
Videoströmen.
Unterschied zwischen Level und Layer bei MPEG?
Bewegungskompensation
Komprimierung (Algorithmen)
Zeigen Sie eine 8X8 DCT-Matrix, wo der DC-Koeffizient und die
anderen der wichtigen Koeffizienten S07, S70 sowie S77 liegen. Skizzieren Sie
die Abarbeitung der Koeffizienten bei der Anwendung der DCT. Begründen Sie den
Mechanismus. Muss dieses für alle YUV durchgeführt werden?
oder
Wie werden in JPEG bei einer Entopiekodierung die AC
Koeffizienten behandelt?
(Zeichnen und erklären)
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DC=AC00 - Die Durchschnittsfarbe - Grundton |
Was ist DCT?
oder
Was ist DCT und wofür wird sie eingesetzt?
DCT-Diskrete Cosinus Transformation und ist ein Algorithmus um eine Grafik/Ebene
im Frequenzbereich abbilden zulassen.
Dadurch dass der Mensch die niederen Frequenzen nicht sieht kann man die auch
abschneiden dadurch entsteht schon mal fast 50% Reduzierung der daten.
Nennen Sie die Kompressions- bzw. Kodieralgorithmen für
digitale Bildverarbeitung (Stand- und Bewegtbilder)
Stand: BMP JPEG
Beweg: GIF MPEG AVI
Was ist verlustfreie Kompression?
Das Original lässt sich 100%ig wiederherstellen.
Nennen Sie die wesentlichen Schritte (BasisModus)
Konvertierung des Bildes in den Farbraum
DCT
Quantisierung der DCT-Koeffizienten
Codierung der DCT-K
Warum ist JPEG eine Verlustbehaftete Kodierung?
weil bei der Quantisierung Rundungsfehler entstehen (DCT)
Ist DCT verlustfrei?
Nein.
Was sagen die Koeffizienten S00, S77 bei der DCT aus bzw. was
haben sie für eine Bedeutung?
S00 - Die Durchschnittsfarbe - Grundton
S77 - die Höchste Frequenz in beide Richtungen
S07 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Senkrechter
S70 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Wagerechter
Wie groß sind die Datenblöcke bei der DCT in Verlustfreien
Modus?
0 Keine DCT im Verlustfreien Modus!!
Was ist der DC-Koeffizient und welchem Frequenzanteil
entspricht er?
Gleichanteil , Grundton für die Dateneinheit
Welche Entropiekodierung werden
bei JPEG eingesetzt?
oder
Nennen Sie mind. 1 verfahren für Entropiekodierung!
Huffman (Bitoptimal)
Lauflänge (Anzahloptimal)
Arithmetische
Unterschied zwischen Quell und
Entropiekodierung?
Quellkodierung - FFT, DCT, Vektor-Quantisierung (Verlust behaftet)
Entropiekodierung - Huffman, Lauflängen, Arithmetische (Verlustfrei)
Wie sieht die bei Huffmann aus?
Häufiger vorkommende Werte werden mit kürzeren Bitfolgen kodiert als seltenere.
Welcher Effekt wird bei der Lauflängen Kodierung genutzt,
wie?
Wenn viele Daten identisch sind, lohnt sich eine Kodierung der Wiederholung
Was ist asymmetrische Kodierung?
Der Aufwand für die Kodierung ist Größer/ gleich dem Aufwand der Dekodierung.
Wozu brauch ich Kompressions- oder Kodierungsverfahren?
Geringe Bandbreiten vorhanden
Platzoptimierung
Speicherung und Übertragung von Daten
