Министерство образования и науки Республики Казахстан Карагандинский государственный университет им. Букетова Е. А. Основы цифровой обработки информации Тема 1 Введение в цифровую обработку сигналов специальность 6В01504 – «Физика-Информатика» Авторы: Амочаева Г.П., ст. преподаватель кафедры Радиофизики и электроники Вид занятий: лекция Караганда 2020 План лекции 1. Предисловие к цифровой обработке сигналов. 2. Ключевые операции цифровой обработки. 3. Области применения цифровой обработки сигналов. Литература 1. Солонина А.И., Улахович Д.Л. и др. Основы ЦОС. Курс лекций. Изд.2-е - СПб.: Питер, 2015 г. А.Б. Сергиенко. Цифровая обработка сигналов. – СПб.: Питер, 2013 г. Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов. пер. с англ. под ред. Бритова А.А. – М.: Бином, 2016 г. Айфичер Э.С, Джервис Б.У. Цифровая обработка сигналов: практический подход, 2-е издание .Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2014 г. Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д. Цифровая обработка сигналов.– СПб.: Политехника, 2018 г. Гольденберг К.Н., Матюшкин Б.Ю., Поляк Н.Н., Цифровая обработка сигналов. – М.: Радио и связь, 2010 г. 1. Предисловие к цифровой обработке сигналов Непрерывные, дискретные и цифровые сигналы Представление сигналов Графически y(t) В, y(n), ý(n) 1000, 8 Цифровой сигнал (квантование по уровню и дискретизация по времени) Непрерывный (аналоговый) сигнал 0111, 7 Дискретный сигнал (дискретизация по времени) 0110, 6 q 1. 0011, 3 0010, 2 0001, 1 0 0.1 1 0.2 2 T 0.5 5 0.6 6 0.7 7 0.8 8 0.9 9 t, сек n T=1/fd – шаг дискретизации, fd- частота дискретизации, q –шаг квантования Непрерывные, дискретные и цифровые сигналы 2. 3. Набор чисел: 0, 0.5, 0.25, 0.125.. Аналитически: x(n)=1/2n, n=0, 1, 2.. 4. Рекуррентно: x(n)=x(n-1)/2, x(0)=1, n=0, 1, 2.. Примеры последовательностей: u0(n) 1 -2 -1 0 1 u-1(n-nu0)-1(n) u0(n-n0) 1 2 n единичный импульс 1 0 n n0 единичный импульс, задержанный на n0 отсчетов 1 0 0n0 единичный единичный скачок скачок задержанный на n0 отсчетов если задана a(n), n , то a ( n) a(m)u (n m) m 0 n Z-преобразование Применяется для описания, синтеза и анализа ЛПП Преобразование Лапласа X (s) Z-преобразование st x(t ) e dt x(t ) e x(n) e n e j n n e n r n , ln(r ) s j X ( , ) X ( , ) t e jt dt X (r , ) x(n) r n e j n n X ( z) n x(n) z n , z re j 2 Ключевые операции цифровой обработки Примеры дискретной свертки Функция взаимной ковариации двух детерминированных сигналов ФВК двух сигналов, один из которых сильно зашумлен ФВК двух зашумленных радиоимпульсов Автокорреляционные функции Трансверсальный цифровой фильтр Основные области применения ЦОС Связь Кодирование речи Военная техника Распознавание речи Спектральный анализ Синтезаторы музыки Верификация диктора Компенсаторы эхо Ультразвуковое Засекреченная оборудование связь Генерация функций Игрушки и игры Повышение качествафильтрация речи Цифровая Видео-конференц. связь Обработка Диагностический Радиолокация инструментарий Анализ сейсмограмм Робототехника Цифровое вещание и телевидение Общетехнические Синтез речи Свертка Модемы изображений Мониторинг Обработка больных изображений Цифровая фильтрация Цифровое управление …………………………………………….. Системы “речь - текст” Корреляция Космическая фотосъемка Зрение роботов Цифровое радио Слуховые Навигация приборы Синтез моделей доступ Засекреченный Преобразование Гильберта Компрессия данных Компрессия и передача Трансмультиплексоры Протезирование Радиомодемы Временной анализ Контрольная аппаратура для ЛЭП изображений Быстрое преобразование Фурье Анализ измерений космических зондов Сотовая телефония Управление ракетами Анализ вибраций Медицина ОбработкаРадиотелескопы речи Распознавание образов Адаптивная фильтрация Интеллектуальные мультиплексоры Радиоразведка Фазовая синхронизация Повышение качества изображения Генерация сигналов Адаптивные корректоры Гидроакустика Трехмерные вращения Кодирование - декодирование Интерполяция картами ШифрованиеРабота данныхс цифровыми Космонавтика Инструментарий Пакетная коммутация Другие Широкополосная связь Промышленность ЦОС Контрольные вопросы 1. Основные области применения цифровой обработки сигналов. 2. Общая характеристика, типы и основные параметры программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) (CPLD, FPGA фирм Xilinx, Altera и др.)
