Programmierpraktikum WS 13/14

Transkript

1 Programmierpraktikum Morsealphabet Fakultät für Mathematik und Informatik Datenbanksysteme für neue Anwendungen FernUniversität in Hagen 12.Oktober 2013 c 2013 FernUniversität in Hagen

2 Outline 1 2

3 erfunden 1843 von Samuel Finley Breese Morse Kodierung von Zeichen durch Strich-Punkt-Folgen Übertragung als Licht oder Ton Regeln für die Dauer von Strichen, Punkten und Pausen Länge von Zeichen entsprechend ihrer Häufigkeit

4 Morsealphabet Buchstaben A.- G --. M -- S... Y -.-- B -... H... N -. T - Z --.. C -.-. I.. O --- U..- D -.. J.--- P.--. V...- E. K -.- Q --.- W.-- F..-. L.-.. R.-. X -..- Ziffern Sonderzeichen : ; ( ) = / -..-.,

5 Zeitdauern Basiseinheit: Dauer eines Punktsignals t hängt von Geschwindigkeit ab Strichdauer : 3t Pause innerhalb eines Zeichens: t Pause zwischen Zeichen: 3t Pause zwischen Wörtern: 7t Dauern sind nicht exakt, da oft von Menschenhand gemorst wird.

6 Umwandlung von Text in Morsezeichen und Ausgabe als Morsedatei Audiodatei Ton Umwandlung von Morsezeichen in Text von Eingabe Morsedatei Audiodatei Mikrofon / Line-In Graphische Oberfläche Quelle/Ziel von Benutzer wählbar erkannter Text editierbar Erkennung/Erzeugung jederzeit unterbrechbar

7 Text Morsecode Text kann von Benutzer eingegeben/editiert werden bei Ausgabe in Audiodatei oder Ausgabe als Ton, kann Tonhöhe und Ausgabegeschwindigkeit (ggf. auch Instrument) eingestellt werden Kodierung kann einfach über Tabelle (Array) erfolgen Unbekannte Zeichen ignorieren Ausgabe kann jederzeit abgebrochen werden (Threads)

8 Datenfluss Txt2Morse text abc Morsetabelle a.- b -... : : Kodierung Tonhöhe, Geschwindigkeit, (Instrument) Soundtabelle. - ' ' Audioerzeugung Audiostrom Speichern Speichern Morsedatei Audiodatei

9 Audiostrom-Erzeugung Zwei Möglichkeiten der Audio-Generierung: (Musical Instruments Digital Interface)

10 Instrument (Art des Tons) Folge von Noten (Tonhöhen) Länge Für Morsezeichen nur bestimmte Instrumente geeignet Geringes Datenvolumen Wird über Hard- oder Software in Töne umgewandelt Hört sich auf unterschiedlichen Geräten verschieden an Soundtabelle enthält -Nachrichten (NOTE ON, NOTE OFF) Soundkarte

11 Schallschwingung wird approximiert Sample-Rate: Anzahl der Samples pro Sekunde und Kanal Auflösung: Anzahl der Bits für die Zahlendarstellung Hohes Datenvolumen Ähnlicher Klang auf unterschiedlichen Geräten Soundtabelle enthält Tonmuster (Sinusschwingung je nach gewählter Tonhöhe)

12 Dekodierung von Morsesignalen und Ausgabe als Text Eingabe vom Benutzer wählbar Erkennung jederzeit unterbrechbar automatische Anpassung an Geschwindigkeit Eingaben: Morsedatei Tastatur (SPACE) Maus Audiodatei () Mikrofon Ausgaben: Punkt-Strich-Code Editierbarer Text

13 Datenfluss Morse2Txt aufnehmen Audiostrom An/Aus erkennen An/Aus+Zeit Folge Schwellwerte Punkt/Strich erkennen Morsedatei laden Zeichen erkennen laden Ausgeben abc Audio- Datei

14 An/Aus-Erkennung Maus und Tastatur Über entsprechende Listener-Objekte Audiostrom Amplitude ändert Wert regelmäßig Wertänderung bestimmt Lautstärke, d.h. Wertänderung unter Grenze gilt als aus Häufigkeit der Wertänderung (Frequenz) bestimmt die Tonhöhe, d.h. unter bestimmten Wert nicht hörbar aus

15 Punkt/Strich Erkennung Längen stimmen nicht exakt (t, 3t, 7t) Erkennung sollte trotzdem robust arbeiten Verwendung von Schwellwerten, z.b. a und b Signallänge < a: Punktlänge a Signallänge b : Strichlänge Signallänge > b: Wortpause Mögliche Wahl: a = 2t,b = 5t Setzen der Schwellwerte erst nach Lesen einiger Signale möglich (Puffer) Korrektur der Schwellwerte während der Erkennung

16 Zeichenerkennung. - e t i a n m Binärbaum Pfad nach links bedeutet Punkt, Pfad nach rechts bedeutet Strich Jeder Knoten ist mit dem Zeichen markiert, dessen MorseCode dem Pfad von der Wurzel zu diesem Knoten entspricht (kann null sein) Baum wird einmalig aufgebaut und steht dann dauerhaft zur Verfügung (static Member einer Klasse), Aufbau kann automatisch mittels Morsetabelle passieren Bei Erkennung wird dem entsprechendem Pfad gefolgt, Bei Zeichenendeerkennung entspricht das Zeichen der Knotenmarkierung Knoten nicht markiert oder kein Pfad mehr möglich: ungültiges Zeichen

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