Đang tải... (xem toàn văn)
GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ VÀ MATLAB
CHƯƠNG 1GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ VÀ MATLAB Xử lý tín hiệu số là gìDigital Signal Processing (DSP): đề cập đến các phép toán xử lý các dãy số để có được các thông tin cần thiết như phân tích, biến đổi tín hiệu sang dạng mới phù hợp với hệ thống.Digital Signal: tín hiệu biểu diễn dữ liệu dưới dạng số rời rạc Processing: Thực hiện các tác vụ trên dữ liệu theo những lệnh được lập trìnhThay đổi hoặc phân tích tín hiệu (thông tin) được biểu diễn dưới dạng các chuỗi số, tín hiệu xuất phát từ thế giới thực Ưu điểm của xử lý tín hiệu sốSo với xử lý tín hiệu tương tự, xử lý tín hiệu số có nhiều ưu điểm như :Độ chính xác cao, sao chép trung thực, tin cậy.Tính bền vững: không chịu ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ hay thời gianLinh hoạt và mềm dẻo: thay đổi phần mềm có thể thay đổi các tính năng phần cứng.Thời gian thiết kế nhanh, các chip DSP ngày càng hoàn thiện và có độ tích hợp cao. Ứng dụng của Xử lý tín hiệu sốViễn thôngXử lý âm thanhĐiện tử dân dụngY họcXử lý hình ảnhĐiện tử quân sựVân tải và Hàng khôngKỹ nghệ Khái niệm về tín hiệuTín hiệu là tín hiệu là dạng biểu diễn vật lý của thông tin. Về mặt toán học: tín hiệu được biểu diễn bởi hàm của một hoặc nhiều biến số độc lập Ví dụ về tín hiệu:Tín hiệu âm thanh, tiếng nói là sự thay đổi áp suất không khí theo thời gianTín hiệu hình ảnh là hàm độ sáng theo 2 biến không gian và thời gianTín hiệu điện là sự thay đổi điện áp, dòng điện theo thời gian Tín hiệu đa kênhTín hiệu đa kênh: gồm nhiều Tín hiệu thành phần, cùng chung mô tả một đối tượng nào đó (thường được biểu diễn dưới dạng vector)Tín hiệu âm thanh StereoTín hiệu điện tim (ECG – ElectroCardioGram)Tín hiệu ảnh màu RGB Tín hiệu đa chiềuTín hiệu đa chiều: biến thiên theo nhiều hơn một biến độc lậpTín hiệu hình ảnh 2 chiều (x, y)Tín hiệu TV trắng đen 3 chiều (x, y, t)Có Tín hiệu vừa đa kênh và đa chiềuTín hiệu TV màu: 3 kênh Mô hình màu RGBRGB: Red (đỏ), Green (xanh lá cây), Blue (xanh lam) Ba màu gốc trong các mô hình ánh sáng bổ sung. Tín hiệu liên tụcTín hiệu liên tục x(t) là tín hiệu có biến thời gian t liên tục Tín hiệu rời rạcTín hiệu rời rạc x(nT) là tín hiệu có biến thời gian gián đoạn t = nT [...]... vector) Tín hiệu âm thanh Stereo Tín hiệu điện tim (ECG – ElectroCardioGram) Tín hiệu ảnh màu RGB Ứng dụng của Xử lý tín hiệu số Viễn thơng Xử lý âm thanh Điện tử dân dụng Y học Xử lý hình ảnh Điện tử quân sự Vân tải và Hàng không Kỹ nghệ Loại tín hiệu theo biến biên độ và thời gian Tín hiệu tương tự (analog) Tín hiệu rời rạc (lấy mẫu) Tín hiệu lượng tử Tín hiệu số Biên... thừa Luỹ thừa x ^ y x ^ y 8 8 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ VÀ MATLAB • Đổi biến số n ->k: x(k) & h(k) • Gập h(k) qua trục tung, được h(-k) • Dịch h(-k) đi n đơn vị: sang phải nếu n>0, sang trái nếu n<0 được h(n-k) • Nhân các mẫu 2 dãy x(k) và h(n-k) và cộng lại Tổng chập 2 tín hiệu Tín hiệu đa kênh Tín hiệu đa kênh: gồm nhiều Tín hiệu thành phần, cùng chung mơ tả... Khái niệm về tín hiệu Tín hiệu là tín hiệu là dạng biểu diễn vật lý của thông tin. Về mặt tốn học: tín hiệu được biểu diễn bởi hàm của một hoặc nhiều biến số độc lập Ví dụ về tín hiệu: Tín hiệu âm thanh, tiếng nói là sự thay đổi áp suất khơng khí theo thời gian Tín hiệu hình ảnh là hàm độ sáng theo 2 biến khơng gian và thời gian Tín hiệu điện là sự thay đổi điện áp,... hiệu: x(n) ->x(-n) Lấy đối xứng qua trục tung Các phép tốn trên tín hiệu (tiếp) Tín hiệu tương tự x a (nT s ) n 0 T s 2T s … x a (t) t 0 x q (t) t 0 9q 8q 7q 6q 5q 4q 3q 2q q Tín hiệu rời rạc Tín hiệu lượng tử x d (n) n 0 T s 2T s … 9q 8q 7q 6q 5q 4q 3q 2q q Tín hiệu số HẾT CHƯƠNG 1 GiỚi thiệu về lập trình Matlab Các Các phép toán phép toán ( ( operator operator s) s) Phép... dạng: hàm số, dãy số và đồ thị. số, dãy số và đồ thị. Mơ hình biểu diễn tín hiệu rời rạc Xoá giá trị của biến Xoá giá trị của biến Xoá biến x là xoá vùng nhớ đã cấp phát cho biến x. Xoá một biến x: clear x Xoá một lúc nhiều biến: clear a b c Xoá hết tất cả các biến hiện hữu: clear Mơ hình biểu diễn tín hiệu rời rạc (tiếp) Tín hiệu được biểu diễn dưới dạng chuỗi số được gọi... 4 1 n s(n) -1 ω 0 =2π/8 Tín hiệu rời rạc Tín hiệu rời rạc x(nT) là tín hiệu có biến thời gian gián đoạn t = nT Ví dụ về biểu thức Ví dụ về biểu thức rho = (1+sqrt(5))/2 rho = 1.6180 a = abs(3+4i) a = 5 huge = exp(log(realmax)) huge = 1.7977e+308 Giao diện Matlab Giao diện Matlab Cho dãy: c. Dịch: x(n) ->x(n-n o ) n 0 >0 – dịch sang phải n 0 <0 – dịch sang trái d. Gập tín hiệu: x(n)... trong các mơ hình ánh sáng bổ sung. Tín hiệu rời rạc được biểu diễn bằng một dãy các giá trị với được biểu diễn bằng một dãy các giá trị với phần tử thứ n được ký hiệu phần tử thứ n được ký hiệu x(n) x(n) . . Với T s – chu kỳ lấy mẫu và n – số nguyên Tín hiệu rời rạc x s (nT s ) ≡ x(n) Lấy mẫu Tín hiệu liên tục x a (t) T s =1 t = nT s Tín hiệu rời rạc có thể biểu diễn bằng một trong... trình của matlab có thể được dịch thành chương trình C. Tổ chức bộ nhớ để lưu trữ các mảng rất tốt, các tính tốn trên mảng được matlab thực hiện cực kỳ nhanh. Có thể nhanh chống thấy được kết quả của từng lệnh, nên dễ dàng kiểm tra chương trình. nT nT nT nT t n Bít 2 Bít 1 Bít 0 2 4 0 2 4 0 2 4 0 x(t) x(nT) x(nT) 1 0 1 Ví dụ: Số hóa tín hiệu tương tự Tín hiệu đa chiều Tín hiệu đa... một số nguyên trong khoảng X(n) chỉ xác định với giá trị nguyên n và không xác định với các giá trị không nguyên n Một tín hiệu rời rạc được viết {x(n)} ∞≤≤∞− n },9.2,7.3,2.0,1.1,2.2,2.0,{)}({ −−= ↑ nx ↑ - Gốc thời gian n=0 Đặc điểm của Matlab MATLAB là môi trường lập trình dùng để tính tốn kỹ thuật, khơng địi hỏi biết nhiều thủ tục Ngôn ngữ matlab khá giống ngôn ngữ C, và các... 0 2 4 0 2 4 0 2 4 0 x(t) x(nT) x(nT) 1 0 1 Ví dụ: Số hóa tín hiệu tương tự Tín hiệu đa chiều Tín hiệu đa chiều: biến thiên theo nhiều hơn một biến độc lập Tín hiệu hình ảnh 2 chiều (x, y) Tín hiệu TV trắng đen 3 chiều (x, y, t) Có Tín hiệu vừa đa kênh và đa chiều Tín hiệu TV màu: 3 kênh Dãy xung đơn vị: :0 0 :1 )( = = n n δ n còn lại -2 -1 0 1 2 1 n δ(n) Dãy nhảy bậc đơn vị: 0 :0 0 :1 )( < ≥ = n n nu -2 . CHƯƠNG 1GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ VÀ MATLAB Xử lý tín hiệu số là gìDigital Signal Processing (DSP): đề cập đến các phép toán xử lý các dãy số để. tích tín hiệu (thông tin) được biểu diễn dưới dạng các chuỗi số, tín hiệu xuất phát từ thế giới thực Ưu điểm của xử lý tín hiệu số So với xử lý tín hiệu
