ЦИФРОВА ОБРАБОТКА НА СИГНАЛИ
Обобщена блокова схема на система за цифрова обработка на сигнали
където 1 – Източник на сигнал (ТВ тунер, видеокамера, микрофон и др.);
2 –АЦП;
3 – Система за цифрова обработка на сигнали;
4 – ЦАП;
5 – Приемник на обработения сигнал (ТВ приемник, високоговорител и др.);
x(t) – входен сигнал – аналогов (изображение, звук, медицински сигнали);
y(t) – изходен сигнал – аналогов;
x(n) – входен сигнал – цифров;
y(n) – изходен сигнал – цифров.
Аналогово – цифрово преобразуване (от лекциите и упражненията по Сигнали и системи)
1. Дискретизация по време
x(t) x(nT) /или само x(n)/
Теорема за дискретизацията
или ,
където t или Т – интервал на дискретизация;
fв – най-високата честота в спектъра на сигнала, който се дискретизира.
или ,
където fд – честота на дискретизация;
2. Квантуване по ниво
3. Кодиране
За да е по-точно преобразуването и възпроизвеждането на сигнала е необходимо честотата на дискретизация и броят на нивата (разредността на кода) да са колкото се може по-големи, съответно интервалът на дискретизация и стъпката на квантуване – по-малки!!!
Основни задачи на цифровата обработка на сигнали (ЦОС)
Задачите са еднакви, но методите за обработка и алгоритмите, които се използват, зависят от вида на сигнала.
1. Компресия на сигналите с цел съкращаване на информационния излишък.
2. Повишаване на качеството на сигналите и тяхното възстановяване.
3. Анализ на сигналите.
4. Разпознаване на сигнали – в резултат на анализа се получават различни характеристики на сигнала и въз основа на това при разпознаването се взима решение за причисляването на даден сигнал към определен клас.
5. Синтез (генериране) на сигнали.
Области на приложение на ЦОС
-
системи за звукозапис и видеозапис;
-
системи за обработка на звук и изображения;
-
системи за предаване / приемане на звук и изображения;
-
в медицината – с цел диагностика;
-
издателски системи;
-
в криминалистиката;
-
други.
Видове дискретни преобразувания (подробно са дадени в лаб. упр. № 14 в ръководството по Сигнали и системи)
1. Дискретно преобразуване на Фурие (DFT)
- право преобразуване
- обратно преобразуване
2. Бързо преобразуване на Фурие (FFT)
3. Дискретно преобразуване на Лаплас
- право преобразуване
4. Z – преобразуване
- право преобразуване
5. Дискретно косинус преобразуване (DCT)
- едномерно DCT
Право DCT
Обратно DCT
- двумерно DCT
Право DCT
Обратно DCT
6. Дискретно преобразуване на Хартли
Право преобразуване
Обратно преобразуване
7. Дискретно преобразуване на Адамар (Уолш – Адамар)
Право преобразуване
Обратно преобразуване
kr и ir са двоичните разряди при представянето на числата k и i чрез b разряда. Всеки разряд е 0 или 1 → произведението kr ir е 0 или 1 → сумата е цяло число – четно или нечетно.
Предимство пред останалите преобразувания – няма умножение и следователно има по-голямо бързодействие от DCT и преобразуването на Хартли.
Сподели с приятели: |