第２章 デジタル化技術２．２ テータの圧縮と送受信２．２．１ データの圧縮と復元圧縮 【compression】一定の手順にしたがって、データの意味を保ったまま、容量を削減する処理のこと。逆に、圧縮されたデータを元のデータに復元する処理は「解凍」とか「展開」「伸張」「減圧」「抽出」などという。 ネットワーク上でデータの送受信にかかる時間を短縮したり、ハードディスクなどの記憶装置により多くのデータを記録するために利用する。 たとえば、「AAAAAA」という文字列を「Aが6つある」という意味の「A6」という符号で置き換えれば、意味を保ったまま6文字を2文字にすることができ、1/3の容量に圧縮できたことになる。 圧縮法には様々な方式があり、それぞれ一長一短がある。画像や音声、映像などの圧縮の分野では、データにある程度の損失が出ることを許容することにより劇的に圧縮率を高める「損失のある圧縮(lossy compression)」(または「不可逆圧縮」)という手法が使われることがある。 画像形式のJPEGや音声形式のMP3は損失のある圧縮法を採用しており、どの程度の損失まで許容するかを段階的に設定することができる。圧縮率を上げればデータの劣化が激しくなり、下げれば音質や画質は向上するが、容量は増える。 １．デジタルデータの圧縮可逆圧縮（lossless compression） 非可逆圧縮（lossy compression）２．代表的な圧縮のアルゴリズムhttp://kyoiku-gakka.u-sacred-heart.ac.jp/jyouhou-kiki/sozai/2112/2112-A.jpg１）ＲＬＥ圧縮 ２）ＪＰＥＧ圧縮 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6b/Phalaenopsis_JPEG.jpg 花の写真をJPEGで圧縮したもの。 左から右にいくに従って損失率が大きくなるようにしてある。 ＤＣＴ（direct cosine transform:離散コサイン変換） ＭＰＥＧと安田浩先生 ＭＰＥＧ圧縮 http://www.mpeg.im.dendai.ac.jp/MrYasuda11.jpg 稚内北星学園大学 藤木 文彦 研究室 マルチメディア技術論 ２．２．２ デジタルデータの送受信１．交換回線と専用回線交換回線と専用回線専用回線 せんようかいせん lease lineNTTなどの電気通信事業者から借りる専用の通信回線。回線品質が安定していて、利用時間にかかわらず料金が一定なので、企業の本社と支社の間など大量の通信を行なう事業所で主に利用されている。最近ではインターネットの普及によりプロバイダとの間を専用線で結ぶ企業が増えている。また、従来の専用線のように回線の安定性や転送速度を保証しないOCNのような廉価な専用線サービスもある。 ２．時分割多重化方式多重化 時分割多重化方式（ＴＤＭ time division multiplex）３．パケット交換方式パケット交換（packet switching）、パケット通信４．通信回線の実際ブロードバンドインターネット接続（１）ISDN（アイエスディーエヌ、 Integrated Services Digital Network, 総合ディジタル通信網サービス） （２）ADSL（エーディーエスエル、Asymmetric Digital Subscriber Line : 非対称デジタル加入者線） （３）CATV（Common Antenna TeleVision, Community Antenna TeleVision、共同受信の略） （４）Fiber To The Home（FTTH、エフティーティーエイチ） （５）無線LAN（むせんラン） ５．ストリーミングストリーミング(streaming)ストリーミング(streaming)とは、主に音声や動画などのマルチメディアファイルを転送・再生する方式の一種である。 通常、ファイルはダウンロード後に開く作業をするが、動画などの大きいサイズのファイルを再生する際には非常に時間がかかる。そこで、ファイルをダウンロードするのと同時に、再生をすることにより、待ち時間が大幅に短縮される。この方式を大まかに「ストリーミング」と称することが多い。 You Tube http://www.dannychoo.com/blogimg/stevechen1.jpg Steve Chen スティーブ・チェンとはYouTube社の共同創立者の一人で、同社の CTO。 2005年2月に設立された米ネットベンチャーYouTube社が運営する、動画コンテンツ共有サイト。会員登録をすることによって誰でも容量100MB、再生時間10分以内の動画ファイルをアップロードし公開することができる。YouTubeで公開された動画ファイルは会員登録をしていないユーザでも無料で閲覧することができる。閲覧したい動画のキーワード検索も行うことができ、会員登録したユーザはさらに閲覧した動画に対するコメントを投稿したり、動画を5段階で評価したりといったこともできる。 「YouTubeの創設者Steve Chen氏の講演」 YouTubeは手軽に動画ファイルの配信および閲覧が行えるため人気を集めており、YouTubeへのアクセス数は増え続けている。2006年3月時点で米国内からのアクセスが1ヶ月あたり800万、日本国内からのアクセスも1ヶ月あたり200万と言われる。大容量の動画ファイルを配信するため、運営にかかる回線使用料も莫大で、1ヶ月あたり100万ドルを超えると推定されている。YouTubeにはWeb広告が掲載されているが、今後どのように収益を上げていくのかといったビジネスモデルは公開されていない。 |
マルチメディア応用
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工業高校で教える情報工学・・・「マルチメディア応用」
目次
第１章 マルチメディア技術と情報処理システム １．１ マルチメディアの概要第１章 マルチメディア技術と情報処理システム １．２ マルチメディア技術
第２章 デジタル化技術 ２．１ 情報のデジタル化
第２章 デジタル化技術 ２．１ テータの圧縮と送受信
第２章 システム開発の手順と設計 ２．１ 情報処理システムの概要
第３章 システム開発の手順と設計 ３．２ システムの開発
第４章 情報処理システムとマルチメディア技術の利用 ４．１ 情報通信ネットワーク
第４章 情報処理システムとマルチメディア技術の利用 ４．３ 汎用コンピュータのシステム
第４章 システムとマルチメディア技術の利用 ４．４ 制御用コンピュータシステム
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今はほとんど使われていない「アナログコンピューター」 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/66/NAMA_Machine_d%27Anticyth%C3%A8re_1.jpg/672px-NAMA_Machine_d%27Anticyth%C3%A8re_1.jpg 「アンティキティラ島の機械」紀元前150~100年にギリシャ人によって作られた計算機 第２章 デジタル化技術２．１ 情報のデジタル化２．１．１ デジタル化とは１．アナログ量とデジタル量アナログ信号とデジタル信号 デジタルとアナログ信号には、アナログ信号とディジタル信号があります。 一般に人間の五感、すなわち、視覚、聴覚、触覚、嗅覚、味覚という感覚器官により測定される信号はアナログ量です。これらのうち前半の3つについては、光、音、温度、圧力に関する物理量です。 また、嗅覚、味覚については明確な定義は困難ですが、イオン濃度等に置き換えて計測されることがあります。極端にミクロな見方をしない限り、これらは連続した物理量であり、アナログ信号とみなせます。 一方のディジタル信号にはどのようなものがあるでしょうか？身近な例では、ディジタル時計があります。通常は1秒未満の表示は省略されるので、例えば1時1分1秒の次は1時1分２秒になります。時間自体はいくらでも細かく観測できるアナログ量ではありますが、信号処理の過程でとびとびのディジタル値として処理されていることになります。 アナログ処理とディジタル処理を比較すると、どちらにも一長一短がありますが、最近では記録や保存、圧縮、伝送等に適していることから、アナログ信号をディジタル的に処理する機器や応用例が増えてきています。この背景には、コンピュータやネットワーク、半導体技術の進歩があることは言うまでもありません。 身近な例として、テレビをとりあげてみましょう。テレビは最終的に光（映像）と音を出力する装置であり、かつてはすべての処理がアナログで行われてきました。しかし新しく始まったBS放送では、画像や音の品質を向上し、伝送に必要な電波の帯域を有効に活用するため、ほとんどすべてのプロセスでディジタル処理が使われています。 パソコンやインターネット等にも接続して、これらの画像や音声の情報を加工することを前提に考えると、ディジタル処理の優位性は明らかです。 このように、本来入力と出力がアナログ量であり、従来当然のようにアナログ処理されていた多くの装置が、たいへんな速度でディジタル処理へと移行しています。http://jp.youtube.com/v/VKUAW_6mDQM テレビ放送は２０１１年にすべてデジタル化される。 ２．デジタル化の方法http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/64/DA_conversion_%28ja%29.gif/250px-DA_conversion_%28ja%29.gif１） 標本化 ２） 量子化 量子化誤差 ３） 符号化 ３．標本化定理 シャノンの標本化定理 ４．Ａ−Ｄ変換 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/33/AD_conversion_%28ja%29.gif ２．１．２ 文字情報のデジタル化１） ＪＩＳ漢字コードhttp://www.infonet.co.jp/ueyama/ip/glossary/gif/x0208_g.gif ２） シフトＪＩＳ漢字コード ３） ＥＵＣ（Extend UNIX Corde） ４） uncode http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%A0%E0%B8%B2%E0%B8%9E:Unicodeconsortium_bookv5.jpg ２．１．３ 音のデジタル化詳しくは、音のデジタル化技術参照。１．音の要素 １）音の高さ ２）音量 ３）音色 ２．コンピュータで扱う音源 １）ＦＭ音源 ２）ＰＣＭ音源 ３）ＭＩＤＩ（Musical Instrument Desital Interface） ３．コンパクトディスクの規格 ２．１．４ 静止画のデジタル化１．画像の記録方式ラスター型（） ベクター型（） http://web.sfc.keio.ac.jp/~masudako/class/geoinfo/image/yuki.png http://web.sfc.keio.ac.jp/~masudako/class/geoinfo/image/kenbetu.png ２．コンピュータグラフィックス ペイント系とドロー系 http://www.ing-jet.net/store/images/gazou/paint_sasie_1.gif ペイント系ソフト http://www.ing-jet.net/store/images/gazou/draw_sasie_1.gif http://www.ing-jet.net/store/images/gazou/draw_sasie_2.gif ドロー系ソフト ３．写真のデジタル化 ４．カラー画像のデジタル化 http://www.ing-jet.net/store/images/gazou/paint_sasie_2.gif ＢＭＰ方式ファイル ５．デジタルカメラ ６．イメージスキャナ ７．画像のデータ形式 |
第１章 マルチメディア技術と情報処理システム１．２ マルチメディア技術http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ja/thumb/4/49/Strada.jpg/450px-Strada.jpgマルチメディア応用の代表格・・・カーナビ １．２．１ マルチメディア技術発展の背景通信回線速度（１） コンピュータ処理能力の向上 情報処理学会「コンピュータ博物館」 （２） 通信技術の進歩 「ナローバンド」と「ブロードバンド」 「情報通信研究機構」(旧称ＴＡＯ) １．２．２ 情報処理システムの概要（１） テレビ会議システム 日立の事例（２） 道路交通管制システム 「日本道路交通管制センター」 「神奈川県警交通管制システム」 カーナビゲーションシステム ＧＰＳ Gloval Positioning System Carrozelia （３） 工場生産への応用 http://jp.youtube.com/v/tV_wU6Z-ap8 （４） 医療への応用 http://jp.youtube.com/v/-DTUr0j8low （５） 音楽・映像への応用 You Tube iPod ライブ中継システム 目次第１章 マルチメディア技術と情報処理システム １．１ マルチメディアの概要第１章 マルチメディア技術と情報処理システム １．２ マルチメディア技術 第２章 デジタル化技術 ２．１ 情報のデジタル化 第２章 デジタル化技術 ２．１ テータの圧縮と送受信 第２章 システム開発の手順と設計 ２．１ 情報処理システムの概要 第３章 システム開発の手順と設計 ３．２ システムの開発 第４章 情報処理システムとマルチメディア技術の利用 ４．１ 情報通信ネットワーク 第４章 情報処理システムとマルチメディア技術の利用 ４．３ 汎用コンピュータのシステム 第４章 システムとマルチメディア技術の利用 ４．４ 制御用コンピュータシステム |
第１章 マルチメディア技術と情報処理システム１．１ マルチメディアの概要http://jp.youtube.com/v/66GTtnkSLQgこれはある大学の情報教育システムの紹介ビデオです。「マルチメディアセンター」と呼ばれているようです。マルチメディアと言う言葉は「多面的な情報伝達媒体」とでも言えばいいでしょう。 １．１．１ 情報伝達の手段（１） 会話（２） 手紙の交換 （３） 電話 （４） テレビ・ラジオの視聴 （５） ファクシミリの利用 （６） テレビ電話 （７） 電子メール（パソコン、携帯） （８） インターネットＷｅｂページの閲覧 １．１．２ マルチメディアの条件マルチメディアの条件（３点）（１） 複数の情報 静止画、動画、音声、文字情報を同時に使える （２） 情報のデジタル化 コンピュータ扱えるように・・ （３） 伝達の双方向性（インタラクティブ） 目次第１章 マルチメディア技術と情報処理システム １．１ マルチメディアの概要第１章 マルチメディア技術と情報処理システム １．２ マルチメディア技術 第２章 デジタル化技術 ２．１ 情報のデジタル化 第２章 デジタル化技術 ２．１ テータの圧縮と送受信 第２章 システム開発の手順と設計 ２．１ 情報処理システムの概要 第３章 システム開発の手順と設計 ３．２ システムの開発 第４章 情報処理システムとマルチメディア技術の利用 ４．１ 情報通信ネットワーク 第４章 情報処理システムとマルチメディア技術の利用 ４．３ 汎用コンピュータのシステム 第４章 システムとマルチメディア技術の利用 ４．４ 制御用コンピュータシステム |
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