Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Цифровая обработка сигналов.pdf
Скачиваний:
255
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
1.22 Mб
Скачать

Введение в цифровую обработку сигналов

(математические основы)

Алексей Лукин, 2007

Лаборатория компьютерной графики и мультимедиа, МГУ

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................................................................

3

ЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ.......................................................................................................................................

4

ОПРЕДЕЛЕНИЯ..........................................................................................................................................................

4

Упражнения.......................................................................................................................................................

5

Ответы..............................................................................................................................................................

5

ДИСКРЕТНЫЕ И НЕПРЕРЫВНЫЕ СИГНАЛЫ ...............................................................................................................

6

Теорема Котельникова.....................................................................................................................................

6

Наложение спектров (алиасинг)......................................................................................................................

7

Упражнения.......................................................................................................................................................

8

Ответы..............................................................................................................................................................

9

ИМПУЛЬСНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ............................................................................................................................

9

Упражнения.....................................................................................................................................................

12

Ответы............................................................................................................................................................

13

СВЕРТКА.................................................................................................................................................................

13

Упражнения.....................................................................................................................................................

14

Ответы............................................................................................................................................................

14

КОРРЕЛЯЦИЯ ..........................................................................................................................................................

14

ДИСКРЕТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ..................................................................................................

16

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ......................................................................................................................................

16

ДПФВЕЩЕСТВЕННОГО СИГНАЛА..........................................................................................................................

16

КОМПЛЕКСНОЕ ДПФ.............................................................................................................................................

19

ДВУМЕРНОЕ ДПФ..................................................................................................................................................

20

УПРАЖНЕНИЯ.........................................................................................................................................................

21

ОТВЕТЫ..................................................................................................................................................................

21

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ...............................................................................................................................

22

БЫСТРАЯ СВЕРТКА............................................................................................................................................

25

ФИЛЬТРАЦИЯ.......................................................................................................................................................

26

Деконволюция...................................................................................................................................................

31

Упражнения.....................................................................................................................................................

31

Указания...........................................................................................................................................................

32

ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ...........................................................................

34

ШУМОПОДАВЛЕНИЕ ДЛЯ ЗВУКА............................................................................................................................

34

ПЕРЕДИСКРЕТИЗАЦИЯ............................................................................................................................................

35

АНТИ-АЛИАСИНГ ИЗОБРАЖЕНИЙ...........................................................................................................................

38

ПСЕВДОТОНИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ..................................................................................................................

39

ВЫРАВНИВАНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЙ ................................................................................................

43

ДРУГИЕ ПРИМЕНЕНИЯ............................................................................................................................................

45

Улучшение изображений и художественные эффекты .............................................................................

45

Поиск фрагментов в изображениях..............................................................................................................

45

Компрессия изображений...............................................................................................................................

45

Восстановление изображений.......................................................................................................................

45

ВЕЙВЛЕТЫ И БАНКИ ФИЛЬТРОВ..................................................................................................................

46

ВОСПРИЯТИЕ ЗВУКА..........................................................................................................................................

49

СЛУХОВАЯ СИСТЕМА.............................................................................................................................................

49

СЛУХОВАЯ МАСКИРОВКА ......................................................................................................................................

51

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ............................................................................................................................

53

2

Введение

Цифровая обработка сигналов – наука о представлении сигналов в цифровом виде методах обработки таких сигналов. Она охватывает множество предметных областей, таких как обработка изображений и биомедицинских данных, обработка звука и речи, обработка сигналов с сонаров, радаров и сенсоров, спектральный анализ.

Это пособие было разработано для поддержки курсов «Основы цифровой обработки сигналов» и «Машинная графика и обработка изображений», читающихся на факультете ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова. В пособии вводятся основные понятия ЦОС: линейные системы, свертка, дискретное преобразование Фурье, а также рассматриваются некоторые применения ЦОС в обработке звука и изображений.

3