Przedmowa Wykaz oznaczeń Wykaz skrótów 1. Sygnały i ich parametry Pojęcia podstawowe Klasyfikacja sygnałów

Transkrypt

1 Przedmowa Wykaz oznaczeń Wykaz skrótów 1. Sygnały i ich parametry Pojęcia podstawowe Klasyfikacja sygnałów Sygnały deterministyczne Parametry Przykłady Sygnały zespolone Rozkład sygnałów na składowe Funkcja korelacji własnej i wzajemnej Splot sygnałów Transformacja Fouriera Sygnały losowe Zmienne losowe Procesy losowe, stacjonarność, ergodyczność Funkcje korelacji i kowariancji, gęstość widmowa mocy Estymatory parametrów i funkcji Filtracja sygnałów losowych Przykład ćwiczenia komputerowego Podstawy matematyczne analizy sygnałów deterministycznych Przestrzenie sygnałów deterministycznych Dyskretne reprezentacje ciągłych sygnałów deterministycznych Ciągłe reprezentacje ciągłych sygnałów deterministycznych przekształcenia całkowe Reprezentacje sygnałów dyskretnych przestrzenie wektorowe Przykład ćwiczenia komputerowego Szereg Fouriera Ortogonalne funkcje bazowe Harmoniczne zespolone funkcje bazowe Harmoniczne rzeczywiste funkcje bazowe Przykład obliczeniowy Przykład ćwiczenia komputerowego Szereg Fouriera sygnałów dyskretnych dyskretne przekształcenie Fouriera Całkowe przekształcenie Fouriera Definicja Podstawowe właściwości Transformaty Fouriera wybranych sygnałów Widmo iloczynu i splotu dwóch sygnałów Twierdzenie o próbkowaniu Widmo sygnału spróbkowanego Przykład ćwiczenia komputerowego Układy analogowe Analogowe układy LTI Transmitancja układu analogowego, zera i bieguny Przekształcenie Laplace a, transmitancja Laplace a 112

2 5.4. Wykresy Bodego Złożone układy analogowe LTI Analiza matematyczna wybranych układów elektrycznych Przykłady projektowania Przykład ćwiczenia komputerowego Analogowe filtry Butterwortha i Czebyszewa Ogólne zasady projektowania filtrów analogowych Transformacja częstotliwości Filtry Butterwortha Filtry Czebyszewa typu I Filtry Czebyszewa typu II Sprzętowa implementacja filtrów analogowych Dyskretyzacja sygnałów analogowych Podstawy Przetworniki analogowo-cyfrowe Przetworniki cyfrowo-analogowe Tor przetwarzania analogowo-cyfrowego i cyfrowo-analogowego Analiza częstotliwościowa sygnałów dyskretnych Widmo Fouriera sygnałów dyskretnych Przekształcenie Fouriera dla sygnałów ciągłych Szereg Fouriera dla sygnałów ciągłych Przekształcenie Fouriera dla sygnałów dyskretnych Szereg Fouriera dla sygnałów dyskretnych, czyli dyskretne przekształcenie Fouriera Przykłady dyskretnych transformat Fouriera sygnałów Interpretacja dyskretnego przekształcenia Fouriera Tor przetwarzania sygnałów podczas analizy częstotliwościowej Dyskretne okna czasowe Okna nieparametryczne Okna parametryczne Przykłady analizy częstotliwościowej z wykorzystaniem funkcji okien Szybkie wyznaczanie funkcji autokorelacji i funkcji gęstości widmowej mocy Algorytmy wyznaczania dyskretnej transformacji Fouriera Metoda bezpośrednia Algorytm Goertzela Rekurencyjne wyznaczanie sekwencji dyskretnych transformat Fouriera Transformacja świergotowa lupa w dziedzinie częstotliwości Szybka transformacja Fouriera algorytmy radix Podział w dziedzinie czasu DIT (Decimation in Time) Podział w dziedzinie częstotliwości DIF (Decimation in Frequency) Szybka transformacja Fouriera dla sygnałów

3 rzeczywistych Dwuwymiarowa dyskretna transformacja Fouriera Wyznaczanie DCT metodą szybkiej transformacji Fouriera Układy dyskretne Układy dyskretne LTI Algorytm filtracji sygnałów za pomocą dyskretnych układów LTI Transformacja Z Odwrotna transformacja Z Właściwości transformacji Z Transmitancja układów dyskretnych Przykłady projektowania układów dyskretnych metodą zer i biegunów Przykład ćwiczenia komputerowego Projektowanie rekursywnych filtrów cyfrowych Wymagania stawiane filtrom cyfrowym Metoda Yule a-walkera Metoda niezmienności odpowiedzi impulsowej Metoda dopasowanej transformacji Z Metoda transformacji biliniowej Przykłady projektowania filtrów w języku Matlab Przykład ćwiczenia komputerowego Projektowanie nierekursywnych filtrów cyfrowych Wprowadzenie Metoda próbkowania w dziedzinie częstotliwości Metoda optymalizacji średniokwadratowej Metoda aproksymacji Czebyszewa (algorytm Remeza) Metoda okien Filtry specjalne Filtr Hilberta Filtr różniczkujący Filtr interpolatora i decymatora cyfrowego Przykład ćwiczenia komputerowego Synchronizacja próbek wejściowych i wyjściowych filtra Algorytmy filtracji cyfrowej Klasyczne struktury filtrów cyfrowych Struktura zmiennych stanu Inne struktury filtrów cyfrowych Splot liniowy i kołowy Algorytmy szybkiego splotu sygnałów dyskretnych Algorytmy sekcjonowanego szybkiego splotu sygnałów dyskretnych Przykład ćwiczenia komputerowego Filtry adaptacyjne Wprowadzenie Podstawy filtracji adaptacyjnej Filtracja optymalna filtr Wienera Gradientowe filtry adaptacyjne Filtry adaptacyjne LSM bez pamięci 386

4 14.6. Filtry adaptacyjne LS (RLS) filtry z pamięcią Przykłady zastosowań Przykład ćwiczenia komputerowego filtr adaptacyjny (N)LMS Liniowa estymacja rekursywna Metoda najmniejszych kwadratów. Filtry RLS i WRLS Metoda minimalno-średniokwadratowa. Filtr Kalmana Zaawansowane metody analizy częstotliwościowej sygnałów Wprowadzenie Modelowanie parametryczne AR, MA i ARMA Podstawy Model AR Model MA Model ARMA Podsumowanie Metody podprzestrzeni Podstawy Metoda Pisarenki Metody pochodne: MUSIC, EV i MV Metoda ESPRIT Metody podprzestrzeni sygnału (składowych głównych) Przykład ćwiczenia komputerowego Metody czasowo-częstotliwościowej analizy sygnałów Problem analizy czasowo-częstotliwościowej Transformacja Gabora Krótkoczasowa transformacja Fouriera STFT Transformacja falkowa Transformacja Wignera-Ville a Reprezentacje czasowo-częstotliwościowe z klasy Cohena Przykłady zastosowań Przykład ćwiczenia komputerowego Zespoły filtrów Wprowadzenie Pojęcia podstawowe Decymator i interpolator Dekompozycja polifazowa sygnałów Decymator i interpolator w zapisie polifazowym Opis matematyczny zespołu filtrów Analiza jednej gałęzi Analiza wszystkich gałęzi Zapis polifazowy zespołu filtrów Warunek perfekcyjnej rekonstrukcji Zespoły filtrów z modulacją zespoloną DFT jako modulowany zespół filtrów Krótkoczasowa transformacja Fouriera STFT jako modulowany zespół filtrów Uogólniony modulowany zespół filtrów

5 oparty na DFT Zespoły filtrów z modulacją kosinusową Równania, budowa Projektowanie filtrów prototypowych Implementacja programowa zespołu filtrów standardu MPEG audio Projekt LPC-10: podstawy kompresji i rozpoznawania sygnału mowy Wprowadzenie Model generacji sygnału mowy Układ decyzyjny mowa dźwięczna/bezdźwięczna Wyznaczanie filtra traktu głosowego Algorytm kodera i dekodera mowy standardu LPC Przykład programu komputerowego Od kodowania do rozpoznawania mowy Projekt LPC-10: kompresja sygnału mowy metody zaawansowane Metoda Durbina-Levinsona Filtry kratowe Przykładowy program komputerowy Projekt MPEG AUDIO: psychoakustyczna kompresja dźwięku Wprowadzenie do standardu MPEG audio Podstawy modelowania psychoakustycznego Modele psychoakustyczne standardu MPEG audio Model psychoakustyczny I Model psychoakustyczny II Program komputerowy Zespoły filtrów w standardzie MPEG audio Kodowanie dźwięku na poziomach MP1 i MP Algorytm kompresji i dekompresji Program komputerowy Projekt OBRAZ: podstawy analizy i przetwarzania sygnałów dwuwymiarowych Wprowadzenie do świata 2D i 3D Transformacje ortogonalne 2D obrazów Dyskretna transformacja Fouriera Dyskretna transformacja kosinusowa Dowolna transformacja ortogonalna interpretacja współczynników Program komputerowy Filtracja 2D obrazów Splot 2D Projektowanie filtrów 2D Przykładowe filtry 2D Program komputerowy Falkowa dekompozycja 2D obrazów Jednowymiarowa predykcyjna transformacja falkowa Związki pomiędzy klasyczną a predykcyjną t ransformacją falkową Program komputerowy do falkowej dekompozycji

6 obrazów Przykłady zastosowań Kompresja JPEG i MPEG Znaki wodne w obrazach Dopasowywanie do siebie obrazów cyfrowych Detekcja linii w inżynierii materiałowej - transformacja Hougha Algorytmiczna stabilizacja obrazu w zastosowaniach medycznych Systemy nawigacji wspomagające zabiegi medyczne Projekt MODEM ADSL: szybki dostęp do Internetu po linii telefonicznej Podstawy modulacji Cyfrowe modulacje wielotonowe Standard ADSL Modulator-demodulator DMT Źródła zniekształceń i zakłóceń Wybrane zagadnienia implementacyjne Identyfikacja odpowiedzi impulsowej kanału Korekcja czasowa kanału skracanie czasu trwania odpowiedzi impulsowej Synchronizacja blokowa Korekcja częstotliwościowa kanału Estymacja przepływności bitowej Właściwy dobór korektora czasowego Przykład ćwiczenia komputerowego Projekt FAZA: estymacja chwilowego przesunięcia fazowego Estymatory proste Estymatory złożone Przykłady algorytmów Przykładowy program komputerowy EPILOG: implementacja algorytmów DSP na procesorach sygnałowych Wprowadzenie do budowy i programowania procesorów DSP Splot sygnałów na procesorze DSP Wybrane zagadnienia implementacyjne Specyfika budowy i zastosowań procesorów sygnałowych Podstawy pisania i uruchamiania programów Zaawansowane narzędzia Przykład projektowania filtra IIR Przykładowa aplikacja procesora DSP Procesory DSP a układy programowalne FPGA Przyszłość czy jesteśmy trendy? 810 Literatura 813 Dodatki 823 D.1. Wykaz programów 823 D.2. Wersja elektroniczna programów 824 Skorowidz 825