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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

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Breve Histórico

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

Inteligência Artificial3

Conceito de Processamento

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Processamento

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

22 bac +=ab c

Conceito de Mídia

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Mídia

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

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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

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Aplicações Práticas

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

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

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Introdução ao Conceito de

Sistema

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Sistema

Conjunto de entidades distintas,trabalhando em harmoniareciproca.

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Exemplo de Sistema

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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.

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Introdução à Comunicação de

Dados

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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.

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Atores da Comunicação de Dados

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Emissor Receptor

Meio

AR

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

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XXXXX YYYY

Transmissão de Sinais

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XXXXXYYYY

FONTETRANSMISSORMEIO + RUÍDORECEPTORDESTINO

Conceito de Campo

Eletromagnética

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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

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Definição de Sinal

Sinal vem a ser uma entidade que transporta uma informação.

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Onda

Conceito de Onda

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

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Visão matemática de Sinal

Variável dependente de uma oumais variáveis independentes:

Exemplo: w = f(x,y)

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Característica Física do Sinal

Um sinal nada mais é dos queuma grandeza Física.

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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.

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

Tipos de Sinais de acordo com o número

de variáveis

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• 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)

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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).

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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.

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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.

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Área de Aplicação do Processamento de

Sinais

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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.

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Definição de telemática

Conjuntos de serviços informatizadosfornecidos por intermédio de uma redede Telecomunicações.

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

Exemplo Telemática

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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

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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

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

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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

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(Constante ou Pulsada)

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

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Tipo de corrente continua

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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;

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Corrente Pulsada

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Corrente Elétrica Alternada

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Gerando Corrente Alternada

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

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Parâmetros de Onda em Corrente

Elétrica

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Parâmetros de Onda

• Frequência• Amplitude• Potência• Comprimento Onda

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Sinal analógico

Amplitude

Ciclo = Comprimento de onda λ

T= Tempo de duração do ciclo 360ºPeríodo

λ

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CaboModem

Rede

Telefônica

Cabo

Modem

Linha Telefônica privada

Sinal digital

Processo de Modulação e Demodulação

Sinal analógico modulado com sinal digital