Кафедра компьютерной физики ВНУ им. В. Даля

Цифровая обработка сигналов (ЦОС, DSP - англ. digital signal processing ) — преобразование сигналов, представленных в цифровой форме.

Любой непрерывный (аналоговый) сигнал s(t) может быть подвергнут дискретизации по времени и квантованию по уровню оцифровке, то есть представлен в цифровой форме. Всё это полностью применимо не только к непрерывным сигналам, но и к прерывистым, а также к сигналам, записанным на запоминающие устройства. В последнем случае скорость обработки непринципиальна, так как при медленной обработке данные не будут потеряны.

Различают методы обработки сигналов во временной (англ. time domain) и в частотной (англ. frequency domain) области. Эквивалентность частотно-временных преобразований однозначно определяется через преобразование Фурье.

Обработка сигналов во временной области широко используется в современной электронной осциллографии и в цифровых осциллографах. А для представления сигналов в частотной области используются цифровые анализаторы спектра. Для изучения математических аспектов обработки сигналов используются пакеты расширения (чаще всего под именем Signal Processing) систем компьютерной математики MATLAB, Mathcad, Mathematica, Maple и др.

В последние годы при обработке сигналов и изображений широко используется новый математический базис представления сигналов с помощью "коротких волночек" - вейвлетов. С его помощью могут обрабатываться нестационарные сигналы, сигналы с разрывами и иными особенностями и сигналы в виде пачек.

Основные задачи:

  • Линейная фильтрация — селекция сигнала в частотной области; синтез , согласованных с сигналами; частотное разделение каналов; цифровые преобразователи Гильберта и дифференциаторы; корректоры характеристик каналов
  • Линейная фильтрация — селекция сигнала в частотной области; синтез , согласованных с сигналами; частотное разделение каналов; цифровые преобразователи Гильберта и дифференциаторы; корректоры характеристик каналов
  • пектральный анализ — обработка речевых, звуковых, сейсмических, гидроакустических сигналов; распознавание образов
  • Частотно-временной анализ — компрессия изображений, гидро- и радиолокация, разнообразные задачи обнаружения сигнала
  • Адаптивная фильтрация — обработка речи, изображений, распознавание образов, подавление шумов, адаптивные антенные решетки
  • Нелинейная обработка — вычисление корреляций, медианная фильтрация; синтез амплитудных, фазовых, частотных детекторов, обработка речи, векторное кодирование
  • Многоскоростная обработка — интерполяция (увеличение) и децимация (уменьшение) частоты дискретизации в многоскоростных системах телекоммуникации, аудиосистемах
  • Свертка — традиционные типы
  • Секционная свертка

Цифровая обработка сигнала в передатчике:

  • Форматирование
  • Кодирование источника
  • Шифрование
  • Канальное кодирование
  • Уплотнение
  • Импульсная модуляция
  • Полосовая модуляция
  • Расширениеn спектра
  • Множественный доступ
  • Передача сигналов

Цифровая обработка сигнала в приёмнике:

  • Приём сигналов
  • Множественный доступ
  • Сужение спектра
  • Демодуляция и дискретизация
  • Детектирование
  • Разуплотнение
  • Канальное декодирование
  • Дешифрование
  • Декодирование источника
  • Форматирование
Яндекс.Метрика