MM komunikacije se odnose na predstavljanje, memorisanje i pretvaranje masinski obradivih informacija

izrazenih u visestrukim medijima: tekst, grafika, slika, govor, audio, video, animacija i podaci. Sa

uredjajima velikog kapaciteta, mocnim i ekonomicnim racunarskim radnim stanicama i brzim mrezama,

obezbedjivanje razlicitih MM komunikacionih servisa postaje ne samo tehnicki već i ekonomski moguće.

MM podrazumeva različite servise sadržane u istovremenom prenosu raznovrsnih, kontinualnih signala

(govor, muzika, slika, video) i diskretnih podataka u istoj, često istovremenoj vezi između korisnika

povezanih lokalnom ili glavnom mrežom.

MM komunikacija i obrada MM signala predstavljaju danas veliko istraživačko i razvojno područje. MM

računari otvaraju širok spektar mogućnosti kombinovanja različitih vrsta medija.

U medije spadaju: tekst, govor, audio, slika, video, grafika, animacija i podaci.

Sa razvojem web-a u poslednje dve decenije zabaeležen je intezivan razvoj multimedijalne obrade signala

(signal processing). Da bi se razumela tehnika obrade signala potrebno je upoznati teoriju diskretnih

sistema i signala, teoriju odmeravanja, A/D konverziju, teoriju digitalnih filtara i furijeovu transformaciju.

MM se odnosi na sredstva komuniciranja kroz više jedne sredine.

Karakteristike MM sistema: (ispit)

1. računarski je kontrolisan

2. integrisan

3. informacije u digitalnom obliku

4. interfejs je interaktivan

Sredina predstavlja supstancu (vazduh i voda) kroz koju se neki signal prenosi. Glavni razlog

popularizacije MM sistema leži u dugačkoj listi potencijalnih aplikacija (Internet, televizija visoke rezolucije

– HDTV, interaktivna TV, videokonferencije, video na zahtev, igre, elektronsko poslovanje, elektronski

časopisi, elek. biblioteke, telemedicina, IPTV. MM tehnologija je ključna pokretačka sila ovih aplikacija.

Razvoj multimedijalnih sistema

U doba pre računara film, novine, radio i TV su bila osnovna sredstva masovnih komunikacija.

1890 – ih: radio (tvorac Markoni)

1895.: film (braća Limijer)

1930 – ih: televizija

1940 – ih: komercijalna TV

1938.: prvi put emitovan eksperimentalni program u kraljevini Jugoslaviji

1960 – ih: uveden hipertekst

1929.: radio Beograd

ranih 1980 – ih: PC

1983.: uveden Internet (TCP/IP) i otkriće CD-a za audio u početku

1980 – ih: počeli standardi za video i audio

1990.: uveden WWW, HTML (Hyper Text Markup Language)

1958.: TV Beograd

1993.: Prvi Internet pretraživač

sredinom 90 – ih: HDTV

Problemi kod MM sistema: (ispit)

1. poštovanje sekvenci unutar medija (prikazivanje frejmova u istom redosledu)

2. sinhronizacija među medijima

MM mora da obezbedi: (ispit)

1. način predstavljanja i memorisanja vremenski zavisnih informacija

2. način kako da strogo ispoštuje vremenske odnose u play/back modu rada

3. kako i koje procese da uključi u gore navedeno

MM tehnologija je moguća pre svega zbog tehnološkog napretka u telekomunikacijama, potrošačkoj

elektronici (DVD uređaji, razni muzički uređaji), muzičkim i filmskim studijima i izdavačkim kućama. U

potrošačkoj elektronici, važna dostignuća su bila:Hi-Fi audio sistemi, video i TV sistemi visokog kvaliteta

i uređaji za memorisanje kao što su CD i DVD (Digital Versatible Disk).

HTML – u je prethodio razvoj generalizovanog jezika za kreiranje struktura. mašina i nezavisnih

dokumenata. Razvoju MM su doprinele i širokopojasne mrežekoje omogućuju velike protoke.

Poželjne karakteristike MM sistema: (ispit)

1. što veća procesirajuća snaga

2. mogućnost prenosa MM file-ova

3. predstavljanje podataka i formatiranje koji podržavaju MM

4. efikasne i brze ulazno/izlazne jedinice

5. mogućnost memorisanja i arhiviranja velikog kapaciteta podataka

6. mrežno okruženje koje dozvoljava distribuirani rad

7. softverski alati pogodni za razvoj, procesiranje i prenos MM aplikacija

Komponente MM podataka: (ispit)

1. uređaji za akviziciju (video kamera, mikrofon)

2. uređaji za memorisanje

3. telekomunikacione mreže

4. računarski sistemi

5. uređaji za prikazivanje

Linearni tekst (ispit) je tekst koji se kao kod knjiga čita od početka do kraja, dok je hipertekst nelinearan

tekst povezan linkovima i može da se prelazi sa jednog na drugi deo.

Klasifikacija medija: (ispit)

Klasifikuju se po različitim kriterijumima:

1. Percepciji (moći opažanja) – informacija može eksploatisati naših 5 čula (sluh, vid, dodir, miris i

ukus). MM sistemi obično koriste čulo vida i sluha, tako da su vizuelni mediji (tekst, slika, video), dok

su audio mediji (govor i muzika). Tehnologija koja bi uključivala čulo mirisa i ukusa nije još dovoljno

razvijena, ali bi njihovo puno uključivanje učinilo MM sistem još efikasnijim.

2. Prezentaciji – medije karakterišu različiti formati predstavljanja na računaru: npr.tekstualni znakovi su

u ASCII kodu, muzički signali MP3, video signal MPEG format.

3. Ulazno – izlazno predstavljanje - Izlaz može biti: ekran, papir, zvučnik. Ulaz može biti: mikrofon,

kamera, tastatura.

4. Arhiviranje – odnosi se na mogućnost arhiviranja informacija: papir, hard dsik, mikro – film, fleš

memorije, DVD...

5. po Prenosu – karakteriše različite nosače informacija koje omogućavaju prenos podataka: optička

vlakna, koaksijalni kabl, slobodni vazdušni prostor za bežični prenos

6. Tipu prenosa – signali se dele na diskretne i kontinualne. Diskretni mediji su vremenski nezavisni

kao što su tekst i grafika i kod njih obrada podataka nije vremenski kritična. Kod vremenski zavisnih

kontinualnih medija, prenos i obrada podataka su vremenski kritični, a to su video i muzika.

Kontinualnim MM podacima mogu da se smatraju i izlazi različitih senzora.

Svojstva MM sistema: Bilo koji sistem koji podržava 2 ili više medija zove se multimedijalni sistem.

MM sistem treba da ispuni sledećea svojstava:

1.kombinacija medija

2.nezavisnost

3.računarski podržana integracija

4.komunikacioni sistemi

1. Kombinacija medija znači: da bi neki sistem bio multimedijalan treba da postoji kombinacija najmanje

jednog kontinualnog i diskretnog medija.

2. Visok stepen nezavisnosti je značajan kriterijum za MM sistem jer omogućava nezavisnu obradu

različitih tipova medija i fleksibilnost kombinovanih medija. Npr: tekst i slike su tesno povezani kod e-

novina, dok su audio i video tesno povezani u nekom filmu.

3. Za nezavisnost medija obrada na računaru je neophodna. Različiti mediji treba da budu integrisani tako

da integracija osigurava da promena sadržaja jednog medija uzrokuje odgovarajuću promenu drugog.

4. U visoko umreženom svetu MM sistem treba da bude u stanju da komunicira sa drugim MM sistemima.

MM obrada: Predstavlja jezgro tipičnog MM sistema. Za efikasnu obradu podataka potrebni su procesor

velike brzinei periferijske jedinice koje mogu da opslužuju razne medije kao što su: tekst, grafika, audio,

video uz odgovarajući softver.

Kritični aspekti MM sistema uključuju:

1.brzina obrade

2.arhitektura

3.operativni sistem

4.arhiviranje

5.baza podataka

6.umrežavanje

7.softverske aplikacije

1.Centralni procesor treba da poseduje veliku brzinu obrade da bi se obavila uspešno MM obrada

signala uz odgovarajući softver. Najveću računarsku moć zahteva obrada video signala posebno u slučaju

kada je manje od 30 frejma/s.

2.Distribuirana arhitektura obrade signala treba da obezbedi brzu MM radnu stanicu. Efikasna

arhitektura treba da obezbedi komunikaciju između CPU (centralna procesorska jedinica) i ram memorije

kao i između CPU i perifernih jedinica.

3.MM operativni sistemi visokih performansi koji deluju u realnom vremenu su potrebni da podržavaju

efikasni rad i sinhronizaciju između različitih tipova podataka.

4. Uređaji za arhiviranje visokog kapaciteta su potrebni da memorišu obimne MM podatke. Tehnologije

kao što su FLEŠ memorije postal esu popularne zbog kapaciteta i lake prenosivosti.

6. Koriste se: javne telefonske mreže, uskopojasne i širokopojasne mreže, satelitske..

7. Sa stanovišta korisnika, softeverske aplikacije su najvažniji aspekt MM sistema. Efikasni softver sa

grafičkim interfejsom lakim za korišćenje je potrebno za MM primene.

Razni aspekti MM:

MM je široka oblast i može se podeliti na 4 domena:

1. uređaji

2. sistemi

3. aplikacije

4. presek

1. Uređaji u sebi uključuju uređaje za memorisanje medija, mrežu kao i osnovne koncepte medija: audio,

video, slika i grafika.

2. Sistem uključuje baze podataka, operativne i komunikacione sisteme

3. Aplikacije uključuju korisnički interfejs preko koga razni alati i dokumenti treba da budu dostupni

korisnicima MM.

4. Presek uključuje integraciju raznih medija.

U MM sistemima kontinualni mediji treba da budu sinhronizovani. Sinhronizacija je vremenska

povezanost između različitih medija i odnosi se na već pomenute domene.

MM aplikacije u medicini, nauci, turizmu, nekterninama, bankarstvu i osiguranju imaju zahteve za visokim

protocima. Ove aplikacije karakterišu veliki MM dokumenti koji moraju biti preneti u što kraćim razmacima.

Neke primene MM uključuju:

1.učenje na daljinu (distance learning)

2.virtuelne biblioteke

3.žive knjige (live books)

1. Kod učenja na daljinu polaznici kurseva su u vezi sa instruktorima preko širokopojasnih mreža.

2. Pristup virtuelnim bibliotekama znači da odmah imamo pristup izdavanim materijalima u svetu u

njihovim originalnim formatima, možemo ih listati, prikazivati čak i štampati.

3.Live books sadrže pisane reči i prateće slike sa animacijama i brzim pristupom dodatnom materijali.

U oblasti poslovanja postoji potencijalna potreba za različitim vrstama komunikacionih sistema kao što su:

brze mreže između geografski razmeštenih LAN-ova, HD komunikacija mirne slike, kablovski TV servisi ili

BISDN sis. aplikacija.

Kvalitet servisa (QoS) kod MM:

QoS predstavlja skup parametara koji definišu osobine tokova medija.

Razlikujemo 4 tipa QoS:

1. korisnički QoS

2. QoS aplikacije

3. QoS sistema

4. QoS mreže

1. Paramentri korisničkog QoS-a opisuju zahteve za percepcijom MM podataka na korisničkom interfejsu.

2. Parametri QoS aplikacija opisuju zahteve za mogućnostima aplikacionih servisa naznačene kvalitetom

medija (kašnjenje sa kraja na kraj-E2E delay) i vezom medija (interna sinhronizacija tokova).

3. Parametri QoS sistema opisuju zahteve komunikacionih servisa naznačenih preko kvantitativnih

(protok ili vreme obrade zahteva) i kvalitativnih (interna sinhronizacija tokova, ispravka greške i korekcija

podataka) kriterijuma.

4. Parametri QoS mreže opisuju zahteve mrežnih servisa kao što su opterećenje i performanse mreže.

Multimedijalni komunikacioni model se sastoji iz 5 delova: 1. Razdvajanje kompleksnih informacionih objekata u razliite tipove informacija zbog lakse

komunikacije,memorisanja i obrade 2. Standardizacija komponenata servisa po tipovima info. po mogucstvu sa nekoliko nivoa kvaliteta 3. Kreiranej platforme na dva nivoa: platforme mreze servisa i MM komunikacione platforme

4. Opste aplikacije za visestruke primene 5. Specificne aplikacije kao sto su elektronska kupovina i odrzavanje na daljinu.

Elementi MM sistema – MM sistemi se koriste na dva nacina: a) Komunikacija osoba-osoba

b) Komunikacija osoba-masina

Oba ova nacina komunikacije imaju slicnosti ali i razlike. U slucaju pod a) korisnicki interfejs obezbedjuje mehanizam za sve korisnike da budu u vezi jedni sa drugima i koje povezuje transportni nivo (video konferencija, video telefon, ucenje na daljinu). Korisnicki interfejs formira MM signale i omogucuje korisnicima da mogu da im pristupe. Transportni nivo odrzava kvalitet MM signala tako da svi korisnici mogu da prime zeljeni signal visokog kvaliteta na svakoj korisnickoj lokaciji. U slucaju pod b) postoji korisnicki interfejs za vezu sa masinom zajedno sa transportnim nivoom za prenos MM signala do korisnika, kao i mehanizam za arhiviranje i obnovu MM signala koji su ili formirani od strane korisnika ili su zahtevani od njega, npr. formiranje i pristup beleskama sa poslovnih sastanaka, pristup emitovanom videu i arhivama dokumenata iz digitalnih biblioteka. Mehanizmi za arhiviranje i obnovu obuhvataju pretragu MM podataka. Takodje imamo pomeranje MM podataka kreiranih od strane korisnika na prigodno mesto da bi se omogucio pristup drugim podacima.

ZAHTEVI KORISNIKA Sa tačke gledišta korisnika najvažniji zahtevi MM komunikacija su sledeći:

brza priprema i predstavljanje različitih tipova informacija od interesa uzimajući u obzir mogućnosti raspoloživih terminala i servisa

dinamička kontrola MM aplikacija s obzirom na veze i kvalitet u kombinaciji sa interfejsom korisnik – mašina

inteligentna podrška korisniku uzimajući u obzir njegove individualne mogućnosti

standardizacija Multimedijalni komunikacioni servisi se mogu klasifikovati na sledeći način: a) lokalne b) udaljene neinteraktivne c) udaljene interaktivne

Takođe, servisi se mogu klasifikovati i na sledeći način: a) stambene, b) poslovne, c) mobilne

Uslovi korišćenja servisa se mogu definisati njihovom svrhom, mestom, nezavisnošću i stepenom hitnosti. Broj ključnih zahteva je zajednički za nove MM servise: trenutna raspoloživost, transfer informacija u realnom vremenu, uvek on-line servis, što znači da korisnici mogu da pristupe svojim servisima bilo kada sa bilo kog terminala.

LOKALNI UDALJENI NEINTERAKTIVNI

UDALJENI INTERAKTIVNI

STAMBENI TV; Umetnost; Predavanja; Igrice

Emitovanje Kupovina; Video na zahtev

POSLOVNI MM prezentacije; Trening; Baze podataka

Teletrening Telenadzor

Video-konferencija Telemedicina

MOBILNI Prezentacija Nadgledanje na daljinu

Upravljanje projektima

Korisnicki

interfejs

Korisnicki

interfejs

Korisnicki

interfejs Transport

Obrada Transport

MM aplikacije imaju nekoliko zahteva s obzirom na servise koji im se nude od strane komunikacionih sistema. Ovi zahtevi zavise od tipa aplikacije i od scenarija korišćenja. ZAHTEVI MREŽE Sa tačke gledišta mreže najvažniji zahtevi MM komunikacija su sledeći:

velika brzina i protok

nekoliko virtuelnih veza preko istog pristupa

sinhronizacija različitih tipova informacija

pogodni standardizovani servisi i dodatni servisi koji podržavaju MM aplikacije Zahtevi aplikacija koje se odnose na komunikacione servise se mogu podeliti na saobraćajne i funkcionalne zahteve. Saobraćajni zahtevi uključuju kašnjenje u propusnom opsegu i pouzdanost. Zavise od vrste, broja i kvaliteta tokova podataka. Ovi zahtevi se mogu zadovoljiti korišćenjem mehanizama upravljanja resursima. Funkcionalni zahtevi su multi-emitovanje i mogućnost da se definišu koordinisane grupe unidirekcionih tokova. Ključni zahtev je da treba da postoji visoki kvalitet servisa i mreža, kada se gradi integrisana platforma mreža za govor, podatke i MM servise. MM mreže moraju da budu organizovane tako da podrže visoke protoke, široku paletu servisa i različite saobraćajne sisteme u smislu efikasnog protoka saobraćaja i merenja opterećenja. Mreža se mora brzo adaptirati na stalne promene uslova saobraćaja. MM TERMINALI Postojeća rešenja nude 2 tipa terminala:

1. multi – funkcionalne kancelarije ili računarske radne stanice 2. posvećenu opremu:

a. proširene telefonske terminale b. video – telefon ili podeljene sisteme video – konferencije

MM komunikacije zahtevaju snažne terminale: unapređene radne stanice i računare sa snažnom grafikom. Kod širokopojasnih MM aplikacionih terminala postoje računari sa video i audio opremom, TV prijemnici kao dodatak inteligenciji i interaktivnosti, HDTV i digitalna TV. MM terminalna oprema takođe sadrži odgovarajuće kamere, skenere, printere i spoljne memorijske jedinice velikog kapaciteta. Posebna oprema je neophodna za uređivanje MM informacija, tj. formiranj, zamenu i brisanje sadržaja, struktura, uređaje za prikazivanje i sisteme za prepoznavanje govora zbog brže i lakše ljudske interakcije sa MM aplikacijama. INTERAKCIJA MEDIJA Trend u MM istaživanjima je interakcija audia, slike, videa i teksta sa ciljem njihove bolje eksploatacije. Recimo, interakcija audia i teksta se odvija kroz prepoznavanje govora. Korišćenjem tehnologije prepoznavanja govora, možemo da analiziramo talasni oblik govora da bismo otkrili izgovoreni tekst. Od rečenice teksta, audio – vizuelna sekvenca glave koja priča može biti generisana koristeći računarsku grafiku za animaciju modela lica. Cilj prepoznavanja govora je da se omogući mašini da prevede govorni ulaz u individualne reči. Postoji široki opseg različitih mera, performansi za različite sisteme koje reflektuju zadatke, ograničenja i zahteve aplikacija. Mediji se kategorizuju u 3 osnovne klase:

1. tekstualne informacije 2. audio, uključujući govor i muziku 3. slika i video

LjUDSKI VIZUELNI SISTEMI (HVS) Oko se sastoji iz sledećih delova:

rožnjače

zenice

očnog sočiva

irisa

žute mrlje

staklastog tela

retine

optičkog nerva Ljudsko oko detektuje elektromagnetne talase. Veruje se da preko 70% informacija se sakupi preko čula vida. Oko može da detektuje talase uzanog spektra između 400 – 700 nm.

I(λ) – distribucija svetlosti koju prima gledalac preko svog sistema L(λ) – energija koju unosi izvor svetlosti ρ(λ) – reflektivnost (prenosivost) objekta

Svetlost uočena od strane posmatrača, koju proizvodi neki objekat može se izraziti kao:

Kvalitet slike(predstave) zavisi od posmatrača. Svetlosni zraci se reflektuju na zadnjoj strani retine. Slika je u oku invertovana, što znači da HVS predstavlja jedan optički sistem gde svetlost iz objekta pada na površinu oka. Nervni sistem čoveka je obučen tako da sliku zapaža u uspravnom, originalnom obliku. Očno dno se sastoji od žute mrlje (fovea) koja je nešto veća od 1mm2. Centralna fovea poluprečnika 0,3 mm sadrži samo čepiće kojih ima oko 650.000, prečnika 5 – 8 μm koji su osetljivi na boju. Postoje 3 vrste čepića: crveni, plavi i zeleni. Precizan odnos aplikacije 3 vrste čepića proizvodi boju. Pored čepića, na retini ima i oko 120 miliona štapića, prečnika 2 – 5 μm, koji su osetljivi na intezitete svetlosti. Retina je prečnika 2mm. Štapići i čepići su povezani stotinama veza do ganglijskih ćelija koje su optičkim nervom povezane sa mozgom. HVS deluje kao filtar propusnik opsega. Prostor za sliku: V(λ) – efikasnost relativnog osvetljaja koje određuje da li će slika biti tamna ili svetla Osvetljaj(luminentnost, prostorna raspodela) – L, definiše se kao:

Parametri koji karakterišu HVS su sledeći: I(λ), V(λ), L(λ). Luminentnost (L) za katodnu cev iznosi 0,1 – 1000 cd/m2. Ako je iznad ili ispod ovog opsega, katodna cev neće biti prihvaćena. I1 : d1

2 = I2 : d22

Veberov zakon – vazi u uslovima adaptacije oka na sjajnost pozadine. Dva objekta sa razlicitom podlogom mogu imati istu luminentnost (osvetljaj) ali ne i sjaj.

L – luminentnost , △L – promena osvetljaja Veci △L se trazi da bi se uocio kontrast izmedju dva regiona. Kontrast je termin koji opisuje razlike u vrednosti osvetljaja dve susedne slike. △L/L=k , k – Veberova konstanta <<1

U slucaju da je △L=0 onda je u pitanju isti sjaj. Veca vrednost k utice na to da se poveca kontrast izmedju dva regiona. c*dL/L=dB , c – const., dL – diferencijal osvetljaja, dB – diferencijal sjaja, B – sjaj, L – osvetljaj Veberova konstanta se tipicno krece u intervalu od 0,01 do 0,02. C*dL/L=dB (integrali se) ∫c*dL/L=∫dB c*logL+d=B , d – const. Veberov zakon je logaritamske prirode tako da imamo logaritamsku zavisnost sjaja B od osvetljaja L. Sjaj u funkciji osvetljaja Fehnerov zakon – simultani kontrast

L L + △L

Prenosne modulacione karakteristike se definisu kao frekvencijski odziv oka. Pretpostavljamo da je HVS linearan sis. za male kontraste ali se postavlja pitanje koliku gresku pravimo ako pretpostavimo linearnost sistema. Osetljivost oka je manja u dijagonalnom nego u horizontalnom i vertikalnom pravcu.

1D odgovor oka Impulsni odziv HVS Funkcije apsorpcije

Mach-ov efekat – je pojava koja se manifestuje pri prelasku sa tamnijih ka svetlijim bojama. Ako bismo poredjali pruge koje su jednako osvetljene po svojoj povrsini od tamno sive do skroz svetlo sive boje, objektivni osecaj je da su one istog osvetljenja ali subjektivni osecaj nam govori da je na mestu prelaska pruga svetlija na strani sa tamnijom prugom, a tamnije na strani sa svetlijom. Ovaj efekat se moze iskoristiti za procenu impulsnog odziva HVS koje ima zvonasti oblik sa dva bocna luka. Bocni lukovi predstavljaju pojavu koja se zove lateralna inhibicija. Inhibicija je pojava da zbog uticaja nekog svetla na odredjenom rastojanju ne vidimo neko drugo svetlo.

Opticka iluzija velicine odnosi se na to da objekat iste velicine deluje manje kada je okruzen objektima vecim od sebe, a deluje vece kada je okruzen objektima manjim od sebe. Heringova iluzija se odnosi na to da prave linije subjektivno mogu da se cine kao krive u zavisnosti od toga kako su uklopljene sa ostatkom crteza. Pogendorfova iluzija se odnosi na to da dve presavijene prave, ako se na mestu presavijanja poklope nekim blokom deluju kao da su jedna linija. Tekstura predstavlja raspored linija i sara. Kolorometrija - Vidljivi spektar se nalazi u opsegu λ€(380-780nm). 380nm ljubicasta, 780nm crvena. U televizijskoj tehnici prihvacen je RGB (red,green,blue) osnovni sistem boja, gde crna boja predstavlja odsustvo signala, a bela smesu svih boja.

Grafik spektralne karakteristike

Karakteristike boje su:

Sjajnost (Brightness) – k-ka kja omogucava vizuelne gradacije od tamnog ka svetlom

Vrsta boje (Hue) – k-ka koja omogucava da se boja opise kao crvena, zuta, itd. i karakterise se talasnom duzinom pri cemu svakoj boji odgovara jedna talasna duzina

Zasicenje (Saturation) – zasicenje je nasa impresija koliko se neka boja razlikuje od hromatske boje (bela i crna). Definise u kom iznosu ta boja odstupa od bele boje u neutralnoj verziji. Blede boje imaju malu (pink), a jarke veliku zasicenost (crvena).

Covekom HVS moze da razlikuje nekoliko hiljada boja, medjutim u praksi je tesko napraviti sistem koji razlikuje vise od 7 spektralnih boja. Apsorpcioni spektar boja SR(λ), SG(λ), SB(λ) Funkcija apsorpcije: αp(c)=∫Sp(λ)*c(λ)*dλ , c(λ) – svetlost boje, p€{R,G,B} Bilo koju boju mozemo dobiti kao kombinaciju 3 osnovne boje. Grasmanovi zakoni :

Oko može da razgraniči samo tri vrste promena u dvokomponentnoj mešavini boja. Rezultujuća boja će

se menjati postepeno ako se jedna komponenta ravnomerno menja, a druga zadržava nepromenjenom.

Izvori iste boje proizvode identičan vizuelni efekat u mešavini, ne zavisno od dela spectra. Ukupna

sjajnost boje je jednaka sumi sjajnosti pojedinih komponenata.

Aditivni kolor

Svetleći izvori koji emituju elektromagnetske talase se zovu i primarni izvori svetlosti. Ukupna boja smeše

izvora ovog tipa zavisi od sume spektara pojedinih izvora. Postiže se pomoću dva ili više izvora koji su

prostorno veoma bliski ili pomoću dva izvora čija se svetlost prikazuje u naglim promenama (pokretni

točak). U oba slučaja se računa sa perzistencijom (kašnjenjem) HVS.

Subtraktivni kolor

Reflektujući izvor koji reflektuje elektromagnetne talase zovu se i sekundarni izvori svetlosti. Deo energije

upadnih talasa se apsorbuje, pa je reflektujuća svetlost dobijena oduzimanjem. Kada pigment nekog

objekta apsorbuje neke talsne dužine iz bele svetlosti, preostale talasne dužine daju sekundarnu boju.

Dve boje su komplementarne ako u smesi daju belu boju. (usmeni)

RGB sistem boja

RGB, osnova crna –pa se dodaje boja

MCY sistem boja

MCY, osnova bela – pa se oduzima boja (deo apsorbovane svetlosti)

Kod televizije je prihvaćen RGB sistem boja, gde crna predstavlja odsustvo signala, a bela smesu svih

boja. Boje mogu da se predstavljaju u 3D koordinatnom sistemu XYZ . jedinična ravan X+Y+Z=1 sadrži

sve koordinate različitih boja. Čitava površina prekrivena bojama naziva se plankovi koreni.

Koordinate boje zavise od spektralne karakteristike svetlosti izvora, odziva ljudskog oka i spektralne

karakteristike refleksije posmatrane svetlosti.

Radi jednostavnije obrade signala u kameri, potrebno je da se boje iskazuju pomoću tri pozitivne

koordinate. U kameri ili kamernom lancu (više kamera) potrebno je da se prelazi iz jednog u drugi sistem

boja što nameću filtri ili senzori. Biramo projekcije X,Y,Z na jediničnu ravan, tako da operišemo sa dve

koordinate X i Y u slučaju ako iz 3D prelazimo u 2D.

Y koordinata se obično uzima da odgovara sjajnosti i predstavlja ceo broj u intervali od 1 do 100. Ostala

dva primara X i Z se biraju tako gde njihova ukupna sjajnost ravna nuli.

RGB color cube

Manselov sistem boja

Prostor boja HVS

CIE sistem boja

Svaka kolor pobuda se može porediti sa aditivnom smešom tri primara

Standardni posmatrač (eksperiment sa samo 20 posmatrača) je zamoljen da konstatuje isti vizuelni osećaj

koji se ima posmatranjem:

• monohromatske svetlosti određene talasne dužine, i

• smeše tri primara.

Intenziteti svetlosti tih primara na pojedinim talasnim dužinama, predstavljaju tačke na krivama.

CIE dijagrami

• Kriva standardnog posmatrača se odnosi na vidno polje od 2° (1931).

• CIE dijagram od 1964. god. se odnosi na vidno polje od 10 °.

• Razlika medju njima je mala i ne menja poziciju dijagrama u spektru.

Potkovičasti dijagram

Izvedene necelobrojne koordinate x,y predstavljaju boju (hue i chroma) i odgovaraju Munsell-ovoj

predstavi boje.Potkovičasti dijagram predstavlja jedinicnu ravan, a tačke na granici odgovaraju

maksimalnoj saturaciji.

Saturacija boje ili zasićenje

Definiše stepen do kog se vrsta boje (hue) razlikuje od neutralnog sivog. Saturacija varira u opsegu 0% -

100%

Sjajnost (ligtness)

Predstavlja nivo osvetljenosti (od 0% do 100%) Sve što je osvetljeno preko 50% u Munsell-ovom sistemu

bi bilo svetlo.

Gama korekcija predstavlja korekciju osvetljenja i ona u kameri koriguje nelinearnosti. Gama daje

svetlost i električni signal i vrši se na predajnoj strani, da bi sve prijemne strane imale situ gamu.

TV u boji sa zasniva na vizuelnim događajima definisanim kao:

• Osvetljaj (brightness) – k-ka koja omogućava vizuelne gradacije od tamnog do svetlog.

• Vrsta boje (hue) – k-ka koja omogućava da se boja opiše kao crvena, žuta,..., itd. Opisuje se talasnom

dužinom.

• Zasićenje boje (saturation) – definiše u kom iznosu ta boja odstupa od belog u neutralnoj verziji. Blede

boje imaju malu (pink), a jarke veliku saturaciju (red).

Hromatski dijagram boja

(RGB)={x,y,z}

c-bilo koja boja

kada c prebacimo na RGB sistem, dobijamo preslikavanja na odgovarajuće

ose R, G, B komponentu

ZYX

Xx

ZYX

Yy

ZYX

Zz

x, y, z su proporcije.

Možemo predstaviti preko matrične forme:

B

G

R

ZZZ

YYY

XXX

Z

Y

X

BGR

BGR

BGR

matrična forma

RGBXYZ

T

XYZRGB

RGB

MM

XYZM

M- matrica

Matrica prenosa ili transformaciona matrica

Crno telo je teorijski telo koje svršeno apsorbuje, ili savršeno zrači radijacije po Plankovom zakonu.

Plankov radijator se može vrlo blisko realizovati pomoću šupljeg tela, sa malim otvorom na zidu, koje se zagreva. Zračenje kroz otvor je blisko tom (idealizovanom telu).

Volframova sijalica pri zagrevanju pokazuje osobine crnog tela.

Temperatura boje predstavlja temperaturu na koju treba zagrejati crno telo da bi njegova spektralna k-ka odgovarala karakteristici izvora.

Prirodne i nepostojeće boje na 2D potkovici:

Nepostojeće boje se nalaze na osnovici i to su različite vrste ljubičastih boja koje nemaju svoju talasnu dužinu koju bi monohromatski izvor emitovao da bi se dobile te boje. Postojeće boje se nalaze na potkovici i to su crvene, plave, žute i zelene.

Tehnike kompresije se zasnivaju na postojanju:

1) Prostorne korelacije (Direct Cosine Transform – DCT)

2) Vremenske korelacije (kompenzcija pokreta)

3) Subjektivne redundanse (kvantizacija na osnovu HVS)

4) Statističke redundanse (entropijsko kodovanje)

Cilj kompresije jeste izbeći redundansu koja može biti:

1) remenska,

2) prostorna i

3) statistička.

Tehnike kompresije mogu biti

1) Sa gubicima

2) Bez gubitaka

Tehnike kompresije bez gubitaka:

Kod kompresije bez gubitka imamo perfektno rekonstruisan signal . Drugi nazaiv za kompresiju je entropijsko kodovanje i ima primenu u medicinske svrhe.

Klasifikacija ovih tehnika:

1) Hofmanovo,

2) Aritmetičko,

3) Lampel-Ziv i

4) Ran-Lengt kodovanje(RLC)

Hofmanovo kodovanje (VLC- varible length coding) zasniva se na dodeli kraćih reči vrednostima koje se češće pojavljuju I formiraju se tzv. “Look – up” tabele.

Kod RLC kodovanja definišu se sekvence za početak I kraj ponovljenih vrdnosti, pri čemu se koduju vrednosti rayličite od nule zajedno sa brojem nula.

Kod Hafmanovog izračunava se statistika ya kodne reči. Najčešće kodne reči dobijaju najkraći kod. Da bi se sprečila greška u detekciji nijedna kodna reč ne može biti prefiks druge. Ona reč koja se redja , ona ima duži kod.

Kod RLC kodovanja nizovi nula se prenose podatkom u broju nula. Ako je bilo 100 nula, prenosi se kod za nulu i broj 100 i time se broj bita smanjuje.

Ograničenja HVS su takva da se koriste kao osnova za kompresiju signala. HVS nije osetljiv da registruje visoke frekvencije pa se to može iskoristiti da delove slike na visokim frekvencijama ( sitni detalji prevenstveno u boji) ne prenosimo, odnosno da se tu “ukrade” na kvalitetu slike.

Prostorna kompresija se primenjuje kada imamo monotonu sredinu , koja se slabo menja, onda je dovoljno na početku preneti informaciju o toj sredini.

Redudansa je bilo kakva suvišnost u signalu. Kod video signala redudansa može biti:

1) statistička,

2) psiho-vizuelana,

3) kroz entropiju,

4) vremenska.

Kod statističke postoji velika količina identičnih podataka koje nema potrebe prenositi. Kompresija utvrdjuje identičnost medj podacima I vrši dekorelaciju podataka. Diskretna kosinusna transformacija koncentriše najveće energetske vrednosti pri najmanjim brojem koeficijenata ( najniže frekvencije).

Kod psiho-vizuelne svi digitaliyovani odmerci se ne doživljavaju isto od strane HVS-a , tako da HVS ne vidi grešku. Neke vrednosti koje oko ne vidi odstranjuju se. Način eliminisanja zavisi od emirijskih rezultata, odnosno od snimanja karakteristika HVS-a.

Entropija je mera prosečnog informacionog sadržaja koji se koduje u binarni oblik. Entropija predstavlja minimalni iznos informacije po jednom bitu, koji treba zadržati kako bi se sprečila neodredjenos u rekonstruisanom signalu.

FORMATI SLIKE:

TIFF: koristi se za memorisanje monohromatskih, crnobrlih 8-bitnih ili 24-bitnih RGB slika u boji. TIFF predstavlja kompresiju bez gubitka , ako nije već napravljena od neke formirane kombinovane slike. Nema neke prednosti u odnosu na JPEG.

GIF: je razvila firma UNISYS za prenos slika telefonskim linijama preko modemske veze. Koristi Lampel-Ziv kodovanje koje je modifikovano za linijsko skeniranje slika I ograničeno je na 8-bitni kolor slike. Pogodan je za slike bez blagih prelaza, kao što je grafika. Podržava analizu proredom ili učešljavanjem.

PSD: pamti sliku onako kako je generisana. Savetuje se da se uvek po jedna slika PSD tipa zapamti jer omogućava naredne korekcije:

NAPOMENA!! Nedostaje objasnjenje iluzionistickog efekta

Diskretna kosinusna transformacija

Prostorna sličnost postoji u svim realnim video materijalima. Ako u slici postoji neki prepoznatljivi objekat,

tada će svi elementi slike koji ga predstavljaju imati slicnu vrednost amplitude. Veličina objekta na slici

određuje prostornu frekvenciju koja će se pojaviti u signalu. U realnim situacijama preovladavaju niže

učestanosti. Osim toga u signalu se najčešće ne pojavljuje ceo spektar učestanosti. Nužno je sprovesti

frekventnu analizu. U tu svrhu se koristi DCT, da bi se vrednosti elemenata slike pretvorile u koeficijente

koji se dalje mogu podvrgnuti postupku kompresije. Samim DCT se ne sprovodi kompresija. Originalna

slika se najpre deli u blokove veličine 8x8 piksela (elem. slike). Na svaki blok se primećuje

dvodimenzionalna DCT koja će dati 64 koeficijenta.

jednosmerni DCT koeficijent

Prvi koeficijent predstavlja srednju vrednost piksela unutar posmatranog bloka a preostala 63 koef.

odgovaraju amplitudama frekvencija. Komponenti čije prostorne učestanosti rastu po horizontalnom,

odnosno vertikalnom pravcu ako se udaljavamo od koordinatnog početka po postmatranoj osi.

Na strani dekodera vrednosti elem. Slike mogu da se rekonstruišu pomoću inverzne DCT

Pomoću DCT elementi originalne slike pretvaraju u oblik iz kojeg je moguće jasno odrediti

suvišnost.Posto sve prostorne frekv. nisu istovremeno prisutne u signalu, DCT će dati skup koeficijenata

od kojih će neki biti jednaki ili vrlo bliski nuli.Koeficijenti koji su jednaki nuli ne treba, uopšte prenositi, a

koliko će se koef. Bliskih nuli odbaciti, zavisi od zeljenog kvaliteta slika i stepena kompresije koji želimo da

postignemo.

Ukoliko se neki koef. ne može odbaciti, moguće da je u cilju postizanja većeg stepena kompresije

preuzeti sa manjim brojem bita čime se manje narušava kvalitet slike, nego potpunim odbacivanjem.

Kada izvršimo transformaciju signala iz prostoenog u transformacioni domen mi dobijamo tokom

predstavljanja slike u gornjem levom uglu jednosmerna komp. I što smo bliži donjem desnom uglu to su

najviše frekvencije.

Kako naše oko slabo primećuje visoke frekv. osim kompresije možemo malo da „ukrademo“ na visokim

frekv. i da manje precizno prenesemo signal, a da se to ne primeti.