Cyfrowe przetwarzanie sygnałów
Z Wikipedii
Cyfrowe przetwarzanie sygnałów (CPS; ang. Digital Signal Processing, DSP) - dziedzina nauki i techniki zajmująca się sygnałami w postaci cyfrowej i metodami przetwarzania takich sygnałów. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów i analogowe przetwarzanie sygnałów są gałęziami nadrzędnej dyscypliny: przetwarzania sygnałów. W ramach CPS wskazać można takie obszary jak: cyfrowe przetwarzanie dźwięku, cyfrowe przetwarzanie obrazów oraz przetwarzanie mowy.
Pierwszym etapem cyfrowego przetwarzania sygnałów jest zazwyczaj konwersja sygnału z postaci analogowej na cyfrową za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego. Często, sygnał przetworzony cyfrowo jest sygnałem wejściowym dla układu analogowego - wymaga to zastosowania przetwornika cyfrowo-analogowego.
Algorytmy Cyfrowego przetwarzania sygnałów są niekiedy realizowane przez specjalizowane urządzenia komputerowe, które korzystają ze specjalizowanych procesorów sygnałowych (ang. Digital Signal Processor, DSP). Pozwalają one na przetwarzanie sygnałów w czasie rzeczywistym (ang. real time signal processing).
Spis treści |
[edytuj] Dziedziny, w których realizuje się CPS
W CPS zazwyczaj analizuje się sygnał w jednej z następujących dziedzin: w dziedzinie czasu (sygnały jednowymiarowe), w dziedzinie przestrzeni (sygnały wielowymiarowe), w dziedzinie częstotliwości i w dziedzinie przestrzeni transformaty falkowej.
[edytuj] Dziedzina czasu i przestrzeni
Dziedzina czasu to naturalna dziedzina opisu i analizy sygnałów i układów w funkcji zmiennej t – czasu
Do najpowszechniejszych operacji przetwarzania sygnałów w dziedzinie czasu i przestrzeni należy obróbka sygnału wejściowego w celu poprawienia jego własności. Odbywa się to w procesie nazywanym filtracją. Ogólnie, filtracja sprowadza się do wykonania pewnych operacji na zbiorze próbek wejściowych sąsiadujących z bieżącą próbką, a niekiedy także z wykorzystaniem pewnej ilości poprzednich próbek sygnału wyjściowego. Są różne sposoby charakteryzowania filtrów np:
- Filtr "liniowy" jest liniowym przekształceniem próbek wejściowych; pozostałe filtry określane są jako "nieliniowe". Filtry liniowe spełniają zasadę superpozycji.
- Filtr "przyczynowy" używa wyłącznie poprzednich próbek wejściowych lub wyjściowych; podczas gdy filtr "nieprzycznynowy" do obliczenia aktualnej próbki wyjściowej przyszłych próbek wejściowych. Filtr nieprzyczynowy może być zmieniony w filtr przyczynowy poprzez dodanie do niego opóźnienia.
- Filtr "niezmienny w czasie" ma stałe właściwości w czasie; inne filtry, takie jak np. filtry adaptacyjne zmieniają swoje właściwości w czasie.
- Filtry o "skończonej odpowiedzi impulsowej" (SOI) korzystają tylko z sygnału wejściowego, podczas gdy filtry o "nieskończonej odpowiedzi impulsowej" (NOI) korzystają zarówno z próbek wejściowych jak i poprzednich wartości próbek wyjściowych. Filtry SOI są zawsze stabilne, podczas gdy filtry NOI mogą być niestabilne.
[edytuj] Dziedzina częstotliwości
Dziedzina częstotliwości to dziedzina opisu i analizy sygnałów i układów w funkcji zmiennej f – częstotliwości
Sygnały są przekształcane z dziedziny czasu do dziedziny częstotliwości zazwyczaj za pomocą transformacji Fouriera (w praktyce wykorzystuje się FFT). Z wyniku transformaty możemy dowiedzieć się o amplitudzie i fazie poszczególnych składowych częstotliwościowych.
[edytuj] Zastosowania
Do głównych zastosowań CPS należą przetwarzanie dźwięku, kompresja dźwięku, cyfrowe przetwarzanie obrazów, kodowanie wideo, przetwarzanie mowy, rozpoznawanie mowy i telekomunikacja cyfrowa. Szczególnymi przykładami mogą być: kompresja mowy i transmisja w cyfrowej telefonii komórkowej,filtry DSP w urządzeniach radiokomunikacyjnych pozwalające zwiększyć stosunek sygnału użytecznego do szumu, equalizacja dźwięku w sprzęcie hi-fi, prognozy pogody, prognozy ekonomiczne, przetwarzanie danych sejsmicznych, analiza i kontrola procesów przemysłowych , obrazowanie medyczne takie jak tomografia komputerowa, magnetyczny rezonans jądrowy i efekty cyfrowe używane w gitarach elektrycznych i wzmacniaczach. Ważną dziedziną zastosowań, która znacząco posunęła naprzód badania, technologię i układy DSP była obróbka sygnałów w sprzęcie militarnym, w szczególności technika sonarowa, a potem wraz z rozwojem układów mogących przetwarzać sygnały wyższych częstotliwości - technika radarowa. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów znalazło zastosowanie w nowoczesnym elektronicznym sprzęcie pomiarowym ze zobrazowaniem wyników pomiarów na ekranie. Wielokanałowe cyfrowe przetwarzanie sygnałów stanowi podstawę współczesnych systemów badawczych w radioastronomii.
[edytuj] Dziedziny pokrewne
- Automatyka
- Informatyka
- Telekomunikacja
- Elektronika
- Teoria informacji
- Kompresja danych
- Akustyka
- Teleinformatyka
[edytuj] Literatura
- Tomasz P. Zieliński, "Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: od teorii do zastosowań", Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2005, ISBN 83-206-1596-8
- Tomasz P. Zieliński, "Od teorii do cyfrowego przetwarzania sygnałów", Wydział EAIiE AGH, Kraków 2000
- Richard G. Lyons, "Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów", Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2000
- Jerzy Szabatin, "Podstawy teorii sygnałów", Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Wyd. 3, Warszawa 2000
[edytuj] Zobacz też
- Cyfrowe przetwarzanie obrazów
- Cyfrowe przetwarzanie dźwięku
- Procesor sygnałowy
- Przegląd zagadnień z zakresu cyfrowego przetwarzania sygnałów
[edytuj] Linki zewnętrzne
- Przetwarzanie sygnałów (materiały dydaktyczne MIMUW na studia informatyczne I stopnia)
| Tomasz Nałęcz wraca do polityki |
Tomasz Nałęcz przyjął zaproszenie na inauguracyjne spotkanie koalicji SdPl - PD - Zieloni firmowanej przez Dariusza Rosatiego, Janusza Onyszkiewicza i Marka Borowskiego. - Zgodził się uczestniczyć w budowie nowej centrolewicy - twierdzą organizatorzy. |
| Rehabilitacja kokainisty przyszła i niepewna |
Artur P., były doradca ds. sportu u prezydenta Lecha Kaczyńskiego podejrzany o handel kokainą, nie wróci na razie do pracy w kancelarii, o co walczył przed warszawskim sądem. |
| W bitwie o szkło lepszy Kamiński |
Prezydencki minister Michał Kamiński wypchnął z telewizji Piotra Kownackiego. Według raportu Instytutu Monitorowania Mediów w grudniu Kamiński wypowiadał się w głównych telewizyjnych serwisach informacyjnych przeszło dwa razy częściej. |
| Sześciolatki w szkołach w 2012 r. To ich prawo, nie obowiązek |
Platforma zgłosiła wczoraj przełomową poprawkę do rządowego projektu obniżenia wieku szkolnego. Chce zapisać, że do 2012 r. sześcioletnie dzieci będą „miały prawo”, a nie „obowiązek” pójść do pierwszej klasy. |
| Jak CBA odkryło Amerykę |
CBA wykryło aferę korupcyjną w kopalni w Bogdance. Zrobiło to pięć lat po prokuraturze |
| Posłowie za rozszerzeniem uprawnień sejmowej "speckomisji" |
Za umożliwieniem sejmowej "speckomisji" dostępu do dokumentów i materiałów uzyskanych przez służby specjalne opowiedzieli się podczas debaty w Sejmie nad projektem zmian w regulaminie izby, posłowie ze wszystkich klubów parlamentarnych. |
| Kolejny sklep internetowy oszukał klientów? |
Warszawska policja wyjaśnia sprawę sklepu internetowego, który oferował telewizory tańsze o kilkadziesiąt procent niż u innych sprzedawców - poinformowała Anna Oleksiak ze stołecznej policji. Klienci, którzy wpłacili pieniądze nie mogli się dodzwonić do sklepu. |
| Sikorski: Polska jest gotowa odegrać rolę w rozwiązaniu gazowego kryzysu |
Radosław Sikorski powiedział, że Polska jest gotowa wysłać obserwatorów, którzy monitorowaliby tranzyt gazu przez Ukrainę do Europy Zachodniej. Władimir Putin zadeklarował wcześniej, że Moskwa wznowi dostawę gazu przez Ukrainę, jeśli tranzyt nadzorować będą unijni obserwatorzy. |
| Rocco Buttiglione doradcą w Muzeum Jana Pawła II w świątyni Opatrzności Bożej |
Rocco Buttiglione, były włoski minister ds. europejskich będzie doradcą w sprawie Muzeum Jana Pawła II i kard. Stefana Wyszyńskiego, które ma powstać przy Świątyni Opatrzności Bożej w Warszawie. Buttiglione zasłynął kontrowersyjnymi wypowiedziami na temat homoseksualizmu, które wywołały burzę we włoskim rządzie i w Parlamencie Europejskim. |
| Skąd teraz płynie gaz do Polski |
Białoruś i Niemcy to w tej chwili jedyne dwa kierunki, z których do Polski płynie gaz. Rura z Ukrainy od dzisiaj jest pusta. |
