Disciplina Processamento de Mídias e Sinais

(Introdução à Comunicação e Transmissão de Sinais)

Prof. Wagner Santos C. de Jesuswsantoscj@gmail.com

Curso: Análise e Desenvolvimento de Sistemas

Breve Histórico das Área de Processamento de

Sinais

2

Breve Histórico

• Microeletrônica;• Digitalização e Telecomunicações;• Pesquisa Aeroespacial;• Microprocessador;• Crescimento atualização Software;• Desenvolvimento das Técnicas de

Inteligência Artificial3

Conceito de Processamento

4

5

Processamento

Atividade realiza em um ou vários,elementos, para obtenção, de umresultado.

22 bac +=ab c

Conceito de Mídia

6

Mídia

Conjunto dos diversos meios de comunicação, com afinalidade de transmitir informações e conteúdos variados.

7

Áreas de Aplicação SProcessamento de Sinais Digitais

• Engenharia Elétrica;• Engenharia de Telecomunicações• Engenharia da Computação• Ciência da Computação• Engenharia Mecânica• Engenharia Biomédica• Engenharia Aeroespacial• Engenharia de Alimentos• Engenharia Nuclear

8

Aplicações Práticas

• Processamento de voz;• Áudio;• Imagem;• Vídeo;• Automação;• Controle de processos;• Robótica;

• Visão Computacional;• Meteorologia;• Finanças;• Economia;• Sistemas Embarcados;• Instrumentação

9

Introdução ao Conceito de

Sistema

10

Sistema

Conjunto de entidades distintas,trabalhando em harmoniareciproca.

11

Exemplo de Sistema

12

Dispositivo Roteador

Características de um Sistema

• Função: razão pela qual o sistema deve ser implementado.

• Variáveis: que armazenam as informações manipuladaspelos elementos.

• Elementos: Interagem, trocando informação, para cumpriro objetivo do sistema.

• Conexão: Possibilita a comunicação entre os elementos.

13

Introdução à Comunicação de

Dados

14

Comunicação de Dados

Vem a ser a área da Ciência da Computação que aborda acomunicação entre computadores (sistemascomputacionais) e os diferentes dispositivos quefuncionam em um meio de transmissão incomum.

15

Atores da Comunicação de Dados

16

Emissor Receptor

Meio

AR

XXXXX YYYY

Transmissão de SinaisO conceito de comunicação, em telecomunicações, pode serentendido como o transporte da informação de um lugar paraoutro, da origem ao destino.

17

XXXXX YYYY

Transmissão de Sinais

18

XXXXXYYYY

FONTETRANSMISSORMEIO + RUÍDORECEPTORDESTINO

Conceito de Campo

Eletromagnética

19

Definição de Eletromagnetismo

O campo magnético pode ser definido tomandocomo base os campos elétricos e gravitacionais,que determinam as modificações no espaço emrazão da presença de cargas elétricas ou demassa.

20https://www.youtube.com/watch?v=axud8v0ThqU&t=300s

Conceito de Sinais

21

Definição de Sinal

Sinal vem a ser uma entidade que transporta uma informação.

22

Onda

Conceito de Onda

Vem a ser, o resultado, dequalquer perturbação, nomeio.

23

Visão matemática de Sinal

Variável dependente de uma oumais variáveis independentes:

Exemplo: w = f(x,y)

24

Característica Física do Sinal

Um sinal nada mais é dos queuma grandeza Física.

25

Processamento de Sinais (PS)

Consiste na análise e/ou modificação de sinais, utilizandoteoria fundamental, aplicações e algoritmos, de forma aextrair informações dos mesmos e/ou torná-los maisapropriados para alguma aplicação específica.

26

Espectro de freqüência de arquivo desom padrão WAV, reprodução deexplosão.

Tipos de Sinais de acordo com o número

de variáveis

27

• Unidimensional: Ex. Audio = f(t)

• Bidimensional: Ex. Imagem = f(x,y)

• Tridimensional: Ex. Video = f(x,y,t)

• Multidimensional: Tomografia = f(v1, v2, v3, ... vn, t)

28

Variável Qualitativa

São aquelas que se baseiam em qualidades e nãopodem ser mensuradas numericamente. Umavariável é qualitativa quando seus possíveisvalores são categorias.

Escala Ordinal: São aquelas que podem sercolocadas em ordem, mas não é possívelquantificar a diferença entre os resultados, porexemplo, a classe social (A, B, C, D, ou E).

29

Escala Nominal: São aquelas que não podem serhierarquizadas ou ordenadas, não tem nenhuma ordem devariações, comparadas apenas por igualdade oudiferença, como a cor dos olhos, o local de nascimento,sexo, carreira, região onde mora.

Escala Intervalar: É possível quantificar as diferençasentre as medidas, mas não há um ponto zero absoluto,como quando é dado a mínima e máxima temperatura.

30

Variável Quantitativa

São aquelas que são numericamente mensuráveis, ou seja,que seus possíveis valores podem ser numéricos ou decontagem.

Estas ainda se subdividem em:Variável Quantitativa Discreta: o conjunto de resultadospossíveis pode ser finito ou enumerável. Exemplo: número defilhos, alunos numa escola.

Variável Quantitativa Contínua: os valores formam umintervalo ou união de números reais. Exemplo: peso, massa,altura, pressão sistólica, nível de açúcar no sangue.

31

Área de Aplicação do Processamento de

Sinais

32

Campos de aplicação do processamento de sinal

• Processamento de áudio - para sinais elétricos que representam sons, comofala e musica.

• Processamento de fala - para processar e interpretar palavras faladas.• Processamento de imagem - para processamento em câmeras digitais,

computadores e vários outros sistemas de imagem.• Processamento de vídeo - para interpretar imagens em movimento, como

vídeos e imagens animadas.• Comunicações sem fio - geração de frequência de ondas, demodulação,

filtragem, e equalização do sinal sem fio.• Sistemas de controle – Dispositivos que controlam outros dispositivos.• Sismologia - é o estudo das ondas sísmicas, que também podem ser

chamadas de ondas de choque.• Processamento de finanças - para analisar dados financeiros, especialmente

para propósitos de prever futuros acontecimentos.

33

Definição de telemática

Conjuntos de serviços informatizadosfornecidos por intermédio de uma redede Telecomunicações.

34

Ciência que trata da transmissão, alonga distância, de informaçãocomputadorizada.

Exemplo Telemática

35

36

Tipos de transmissão de Sinais

• Ondas eletromagnéticas; luz(3x105 Km/s)• Transmissão por rádio (propagada por

uma antena);• Microondas (Transmissão via satélite);• Fibras ópticas (variação de luz altíssimas

velocidades);

Tipos Sinais

•Analógicos•Digitais

37

Tipos de Sinais de acordo com tipo de variáveis

• Sinal analógico: Todas as variáveis são continuas.

• Sinal amostrado :Discretização das variáveisindependentes (amostragem).

• Sinal quantizado: Discretização da variável dependente(quantização).

• Sinal digital: Todas as variáveis são discretas(amostragem + quantização).

• Sinal amostrado e sinal digital: conjunto ordenado devalores numéricos (sequencia numérica). 38

Conceito de Função Periódica

39

ConceitoUma função diz-se periódica se, se repete, ao longo davariável independente com um determinado períodoconstante.

40

Quando se observam fenômenos que se repetemperiodicamente , como :

• Dia;• Movimento do Sol;• Estações do ano;• Ordenação das folhas em uma planta;• Programas de Computador

Corrente Elétrica Continua

41

(Constante ou Pulsada)

Corrente continuaCorrente contínua (CC ou DC) é o fluxoordenado de elétrons sempre em uma únicadireção.

42

Tipo de corrente continua

43

A CC é considerada constante quando sua intensidade esentido não são alterados com o passar do tempo.

Exemplo:

Pilhas e Baterias.

Correntes contínuas pulsantes: A corrente tem seu sentidoconstante, porém o fluxo de elétrons no interior do fio secomporta como pulsos, fazendo com que a intensidade passepor variações no decorrer do tempo.

Exemplo:

(Diodos, Transistores), usada e transformadores.

Aplicação prática da corrente contínua

• Computadores;• Modems;• Hubs;• Switches;• Roteadores;• Mouses;• Teclados;

44

Corrente Pulsada

45

Corrente Elétrica Alternada

46

Gerando Corrente Alternada

É uma corrente elétrica cujo sentido varia notempo, ao contrário da correntecontínua cujo sentido permanece constanteao longo do tempo.

47

Parâmetros de Onda em Corrente

Elétrica

48

Parâmetros de Onda

• Frequência• Amplitude• Potência• Comprimento Onda

49

50

Sinal analógico

Amplitude

Ciclo = Comprimento de onda λ

T= Tempo de duração do ciclo 360ºPeríodo

λ

51

CaboModem

Rede

Telefônica

Cabo

Modem

Linha Telefônica privada

Sinal digital

Processo de Modulação e Demodulação

Sinal analógico modulado com sinal digital