Dom > Izložba > Sadržaj

Digitalna obrada signala domena

Mar 11, 2019

U DSP, inženjeri najčešće studij digitalnih signala u jednom od sljedećih područja: područje (jednodimenzionalne signale), prostorne domene (višedimenzionalno signale), frekvencija domena i wavelet domena. Oni odabrati domenu u kojoj se proces signal informirani ništa (ili težak različite mogućnosti) o kojoj domeni najbolje predstavlja bitne karakteristike signala i obrada da se na njega primjenjuju. Slijed uzoraka iz mjernog uređaja stvara vremenske ili prostorne domene reprezentacije, a diskretna Fourierova transformacija daje frekvenciju domene reprezentacije.


Vrijeme i prostor domene

Najčešći pristup obradi u vrijeme ili prostor domena je unapređenje ulazni signal kroz metodu filtriranja zove. Općenito digitalnog filtriranja se sastoji od neke linearna transformacija niza uzoraka okolnih oko trenutni uzorak ulaznih ili izlaznih signala. Postoje razni načini za karakterizaciju filtera; na primjer:


Linearni filter je linearna transformacija ulaznih uzoraka; ostali filteri su nelinearni. Linearnih filtera zadovoljava princip superpozicije, odnosno ako ulaz je ponderirani linearna kombinacija različitih signala, izlaz je slično ponderirani linearnu kombinaciju odgovarajući izlazni signali.

Uzročno-posljedične filtar koristi samo prethodne uzorke ulazne i izlazne signale, dok ne-kauzalni filtar koristi budući ulazni uzorci. Filtar ne-kauzalni obično mijenja u uzročnu filtar dodavanjem kašnjenja.

Vrijeme-invarijantne filtar je konstantna svojstva tijekom vremena; druge filtre kao što su adaptivni filtri promjena u vremenu.

Stabilan filter stvara izlaz koji konvergira za konstantnu vrijednost s vremenom, ili ostaje ograničen unutar konačnog intervala. Nestabilan filtar može proizvesti izlaz koji raste bez granica, sa ograničen ili čak nula ulaz.

Konačnih impuls odgovor (jele) filtar koristi samo ulazni signal, dok je beskonačni impulsni odgovor (IIR) filtar koristi ulaznog signala i prethodnih uzoraka izlaznog signala. JELE filtri su uvijek stabilna, dok IIR filtri mogu biti nestabilni.

Filtar može biti predstavljen blok dijagram, koji možete koristiti za izvući uzorak algoritam za provedbu filtar s hardver upute za obradu. Filtar može se opisati kao razlika jednadžbe, nula i polova ili impulsni odziv ili odziv.


Izlazni linearni digitalni filtar za dani ulaz može biti izračunato convolving ulaznog signala s impulsni odziv.


Frekvencijskoj domeni

Signali se pretvaraju iz vremena ili prostora domene u frekvencijskoj domeni obično preko korištenje Fourierova transformacija. Fourierove transformacije pretvara informacije o vremenu i prostoru veličine i faze komponenta svake frekvencije. Neki programi, kako u fazi ovisi o frekvenciji može biti značajan razmatranje. Faza je nevažno, često Fourierova transformacija se pretvara u moć spektra, što je veličina svake komponente frekvencije na kvadrat.


Najčešći cilj za analizu signala u frekvencijskoj domeni je analiza signala svojstava. Inženjer može studirati spektra kako bi se utvrdilo frekvencijama koje su prisutne u ulazni signal i koji nedostaju. Frekvencija područje analize se također zove spektra - ili spektralne analize.


Filtriranje, posebno u stvaran-vrijeme rada može se postići u frekvencijskoj domeni, primjene filtra i zatim pretvara natrag u vremensko područje. Ovo može biti učinkovite provedbe i mogu dati u biti bilo koji filtar odgovor uključujući odlične aproksimacije zrno filtre.


Postoje neke najčešće korištene frekvencije domeni transformacije. Na primjer, cepstrum pretvara signal u frekvencijskoj domeni preko Fourierove transformacije, uzima logaritam, onda se primjenjuje drugi Fourierova transformacija. Ovo naglašava harmonijska struktura originalnog spektra.


Z-ravnini analiza

Digitalni filteri dolaze u FIR i IIR tipa. FIR filteri imaju mnoge prednosti, ali su računski zahtjevnije. Dok jele filtri su uvijek stabilna, IIR filtri imaju petlje povratne sprege koja može postati nestabilna i osciliraju. Z-transformacija predstavlja alat za analizu stabilnosti pitanja IIR filtera. To je analogno Laplace transformacija, koja se koristi za dizajn i analizu analogni IIR filtara.


Wavelet

Primjer 2D diskretne wavelet transformacije koja se koristi u JPEG2000. Izvorna slika je visoko-proći filtriran, donose tri velike slike, jedni opisuju lokalne promjene u Svjetlina (Detalji) na originalnoj slici. To je onda low-pass filtriranih i downscaled, donose sliku aproksimacije; Ova slika je high-pass filtriranih proizvesti tri manje detalja slike i low-pass filtriranih da proizvesti konačni aproksimacija sliku u gornjem lijevom.

Numerička analiza i funkcionalna analiza, diskretne wavelet transformacije (DWT) je bilo wavelet transformacija za koje diskretno su uzorkovani na valića. Kao i sa drugim wavelet transformacije, ključ prednost ima preko Fourierove transformacije je temporalna rezolucija: obuhvaća frekvenciju i mjesto informacije. Točnost zajedničkog vremena-učestalost rezolucija ograničena je načelo neodređenosti vremena-frekvencije.