В учебном пособии рассматриваются основные методы теории цифровой обработки сигналов, используемые при предварительной обработке сигналов различной физической природы. Материал пособия разбит на 6 разделов. В каждом разделе, кроме шестого, приведены краткие теоретические сведения. Задания, приведенные в шестом разделе, имеют своей целью выработать у студентов практические навыки применения основных положений теории цифровой обработки сигналов и ее методов. Пособие может быть использовано при подготовке магистров по направлению 230400.68 “ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ”, а также магистров по направлению 230100.68 “ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА” и аспирантов.
Технические средства комплекса обработки сигналов.
Комплекс цифровой обработки сигналов содержит ЭВМ, специализированные устройства ввода и соответствующее программное
обеспечение. В общем случае подобный комплекс должен также обеспечивать ввод, вывод и передачу сигналов различной физической природы. Общие требования к системам ЦОС представлены в таблице 1.1.
При этом особый интерес представляет обработка двумерных сигналов - изображений, получаемых от различных приемных устройств.
Многие задачи обработки изображений могут быть решены на современных персональных ЭВМ, если к скорости обработки не предъявляются высокие требования. В этом случае те или иные процедуры обработки изображений на ПЭВМ реализуются путем создания специального программного обеспечения. Для обеспечения ввода изображения в реальном масштабе времени используются специализированные устройства ввода. К такому типу систем относятся системы IMAGE-3 и Microsight-2. Заметим, что в них обработка изображений производится на ПЭВМ не в реальном масштабе времени. Для обработки сигнальной информации в реальном масштабе времени требуется производительность, превышающая производительность ПЭВМ. В этом случае необходимы специализированные устройства обработки. В настоящее время, согласно литературе, известны два типа систем обработки сигналов.
Оглавление.
Введение.
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ.
1.1. Понятие о первичной и вторичной обработке сигналов.
1.2. Технические средства комплекса обработки сигналов.
2. ПОНЯТИЕ СИГНАЛА. ВИДЫ СИГНАЛОВ.
2.1. Виды сигналов.
2.2. Энергия и мощность сигнала.
2.3. Представление периодических сигналов в частотной области.
2.4. Представление в частотной области непериодических сигналов.
2.4.1. Введение в теорию ортогональных преобразований.
2.4.2. Интегральное преобразование Фурье.
2.5. Свойства преобразования Фурье.
2.5.1. Фурье-анализ неинтегрируемых сигналов.
2.6. Интегральное преобразование Хартли.
2.7. Случайные сигналы.
2.7.1. Модели случайных процессов.
2.7.2. Вероятностные характеристики случайного процесса.
3. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ СИГНАЛОВ.
3.1. Корреляционная функция (КФ).
3.2. Взаимная корреляционная функция.
3.3. Взаимный спектр сигналов.
3.4. Корреляционные функции случайных процессов.
3.4.1. Стационарные и эргодические случайные процессы.
3.5. Спектральные характеристики случайных процессов.
3.5.1. Теорема Винера-Хинчина.
3.6. Комплексная огибающая сигнала.
4. ПЕРЕХОД ОТ НЕПРЕРВЫНЫХ СИГНАЛОВ К ЦИФРОВЫМ.
4.1. Дискретизация сигналов.
4.1.1. Влияние формы дискретизирующих импульсов.
4.1.2. Теорема Котельникова.
4.1.3. Дискретизация при использовании квадратурных сигналов.
4.1.4. Определение шага временной дискретизации при восстановлении сигнала полиномами 0-го порядка.
4.1.5. Определение шага дискретизации по заданной автокорреляционной функции.
4.2. Квантование непрерывных сигналов по уровню.
5. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ДИСКРЕТНЫХ АЛГОРИТМОВ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ.
5.1. Линейные и нелинейные преобразования.
5.2. Характеристики линейных систем.
5.3. Циклическая свертка и корреляция.
5.4. Апериодическая свертка и корреляция.
5.5. Двумерная апериодическая свертка и корреляция.
5.6. Не рекурсивные и рекурсивные фильтры.
5.7. Метод синхронного или когерентного накопления.
5.8. Адаптивные фильтры.
5.8.1. Оптимальный фильтр Винера-Хопфа.
5.8.2. Оптимальный фильтр Калмана.
6. ДИСКРЕТНЫЕ ОРТОГОНАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ.
6.1. Дискретное преобразование Фурье.
6.2. Дискретное преобразование Хартли.
6.3. Двумерные дискретные преобразования Фурье и Хартли.
6.4. Ортогональные преобразования в диадных базисах.
6.5. Дискретное косинусное преобразование.
6.6. Оконное преобразование Фурье.
6.7. Выполнение фильтрации в частотной области.
6.7.1. Алгоритм Герцеля.
7. ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ.
7.1. Понятие о Wavelet-преобразованиях. Преобразование Хаара.
7.2. Вейвлеты.
7.2.1. Непрерывные вейвлет преобразования.
7.2.2. Частотный подход к вейвлет преобразованиям.
7.2.3. Вейвлет-ряды дискретного времени.
7.2.4. Дискретное вейвлет-преобразование.
7.2.4.1. Условия полного восстановления сигнала.
7.2.5. Пакеты вейвлетов (алгоритм одиночного дерева).
7.2.6. Целочисленное вейвлет-преобразование.
7.3. Применение вейвлет-преобразований для сжатия изображения.
8. БЫСТРЫЕ АЛГОРИТМЫ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ.
8.1. Вычислительная сложность ДПФ и способы её сокращения.
8.2. Запись алгоритма БПФ в векторно-матричной форме.
8.3. Представление алгоритма БПФ в виде рекурсных соотношений.
8.4. Алгоритм БПФ с прореживанием по времени и по частоте.
8.5. Алгоритм БПФ по основанию r (N = rm).
8.6. Вычислительная сложность алгоритмов БПФ.
8.7. Выполнение БПФ для случаев N=rM.
8.8. Быстрое преобразование Хартли.
8.9. Быстрое преобразование Адамара.
8.10. Выбор метода вычисления свертки / корреляции.
9. АЛГОРИТМЫ НЕЛИНЕЙНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ.
9.1. Ранговая фильтрация.
9.2. Взвешенная ранговая фильтрация.
9.3. Скользящая эквализация гистограмм.
9.4. Преобразование гистограмм распределения.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ.
ЛИТЕРАТУРА.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Цифровая обработка сигналов, Матвеев Ю.Н., Симончик К.К., Тропченко А.Ю., Хитров М.В., 2013 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу
Скачать - djvu - Яндекс.Диск.
Дата публикации:
Теги: учебник по информатике :: информатика :: компьютеры :: Матвеев :: Симончик :: Тропченко :: Хитров
Смотрите также учебники, книги и учебные материалы:
Следующие учебники и книги:
- Основы современной криптографии для специалистов в информационных технологиях, Рябко Б.Я., Фионов А.Н., 2004
- Основы построения автоматизированных информационных систем, Емельянова Н.З., Партыка Т.Л., Попов И.И., 2007
- NGN, Принципы построения и организации, Бакланов И.Г., 2008
- Курс математического и компьютерного моделирования, Зенкин В.И., 2015
Предыдущие статьи:
- Цифровая обработка многомерных сигналов, Даджион Д., Мерсеро Р., 1988
- Анализ данных на компьютере, Тюрин Ю.Н., Макаров А.А., 2003
- Байесовские сети, Логико-вероятностный подход, Тулупьев А.Л., Николенко С.И., Сироткин А.В., 2006
- Методика применения трёхмерного моделирования в современной агроинженерии, Мальцева О.Г., 2015