open wikipedia design.

Цифрова обробка сигналів (ЦОС, DSP - англ. digital signal processing) - способи обробки сигналів на основі чисельних методів з використанням цифрової обчислювальної техніки. [1] [2]

Будь безперервний ( аналоговий ) Сигнал s (t) {\ displaystyle s (t)} може бути підданий дискретизації за часом і квантованию за рівнем ( оцифрування ), Тобто представлений в цифровій формі. якщо частота дискретизації сигналу F d {\ displaystyle F_ {d}} не менш, ніж подвоєна найвища частота в спектрі сигналу F m a x {\ displaystyle F_ {max}} (Тобто F d ≥ 2 ⋅ F m a x {\ displaystyle F_ {d} \ geq 2 \ cdot F_ {max}} , См. теорему Найквіста - Шеннона - Котельникова ), То отриманий дискретний сигнал s (k) {\ displaystyle s (k)} еквівалентний сигналу s (t) {\ displaystyle s (t)} в тому сенсі, що s (t) {\ displaystyle s (t)} може бути в точності відновлений з s (k) {\ displaystyle s (k)} .

За допомогою математичних алгоритмів s (k) {\ displaystyle s (k)} перетвориться в деякий інший сигнал s 1 (k) {\ displaystyle s_ {1} (k)} , Який має необхідні властивості. Процес перетворення сигналів називається фільтрацією , А пристрій, що виконує фільтрацію, називається фільтром . Оскільки відліки сигналів надходять з постійною швидкістю F d {\ displaystyle F_ {d}} , Фільтр повинен встигати обробляти поточний відлік до надходження наступного, тобто обробляти сигнал у реальному часі . Для обробки сигналів (фільтрації) в реальному часі застосовують спеціальні обчислювальні пристрої - цифрові сигнальні процесори .

Все це повністю можна застосувати не тільки до безперервним сигналам, але і до переривчастим, а також до сигналів, записаним на запам'ятовуючі пристрої . В останньому випадку швидкість обробки непринципова, так як при повільній обробці дані не будуть втрачені.

Розрізняють методи обробки сигналів у часовій ( англ. time domain) і в частотній ( англ. frequency domain) області. Еквівалентність частотно-тимчасових перетворень однозначно визначається через перетворення Фур'є .

Обробка сигналів у часовій області широко використовується в сучасній електронній осциллографии і в цифрових осцилографах . Для подання сигналів в частотній області використовуються цифрові аналізатори спектра . Для вивчення математичних аспектів обробки сигналів використовуються пакети-розширення (найчастіше під ім'ям Signal Processing) систем комп'ютерної математики MATLAB , Octave , Mathcad , Mathematica , Maple та ін.

В останні роки при обробці сигналів і зображень широко використовується новий математичний базис представлення сигналів за допомогою «коротких волночек» - вейвлетов . З його допомогою можуть оброблятися нестаціонарні сигнали, сигнали з розривами і іншими особливостями, сигнали у вигляді пачок.

• лінійна фільтрація - селекція (вибір) сигналу в частотної області ; синтез (створення) фільтрів , Узгоджених з сигналами; частотне розділення каналів ; цифрові перетворювачі Гільберта (Lⁿ (a, b)) і дифференциатора ; коректори характеристик каналів.
• спектральний аналіз - обробка мовних, звукових, сейсмічних, гідроакустичних сигналів; розпізнавання образів .
• Частотно-часовий аналіз - компресія (стиснення) зображень, гідро- і радіолокація , Різноманітні завдання виявлення сигналу .
• адаптивна фільтрація - розпізнавання мови , зображень , розпізнавання образів , придушення шумів , адаптивні антенні решітки .
• нелінійна обробка - обчислення кореляцій , медіанна фільтрація ; синтез амплітудних, фазових, частотних детекторів , Обробка мови, векторне кодування .
• багатошвидкісна обробка - інтерполяція (Збільшення) і децимація (Зменшення) частоти дискретизації в багатошвидкісних системах телекомунікації, аудиосистемах .
• Згортка традиційних типів.
• секційна згортка .
• Виявлення сигналу - завдання виявлення сигналу на фоні шумів і перешкод. [3]
• Розрізнення сигналу - завдання розпізнавання сигналу на тлі інших сигналів, з подібними характеристиками. [3]
• Оцінювання сигналу - завдання визначення характеристик сигналу (амплітуда, частота, фаза). [3]

Цифрова обробка сигналу в передавачі [4]

Поширення сигналів по каналу зв'язку

Цифрова обробка сигналу в приймачі [4]

1. ↑ Арбузов С. М., Гук І., Соловйова І., Солонина А. І., Улаховіч Д. А. Основи цифрової обробки сигналів. Курс лекцій. - СПб. : БХВ-Петербург, 2003. - 576 с. - ISBN 5-94157-388-X .
2. ↑ Глінченко, А. С. Цифрова обробка сигналів. - Красноярськ. - ISBN 978-5-7638-1271-8 .
3. ↑ 1 2 3 Богданович В. А., Вострецов А. Г. Теорія сталого виявлення, розрізнення та оцінювання сигналів. - 2-е изд., Испр .. - М.: Фізматліт, 2004. - 320 с. - ISBN 5-9221-0505-8 .
4. ↑ 1 2 Скляр Б. Цифрова зв'язок. Теоретичні основи і практичне застосування. Пер. з англ. - М .: Видавничий дім «Вільямс», 2003. - 1104 с. - С. 33. - ISBN 5-8459-0497-8

• Солонина А. І., Кліонскій Д. М., Меркучева Т. В., Перов С. Н., Цифрова обробка сигналів і MATLAB, 2013 р
• Стівен Сміт Цифрова обробка сигналів. Практичний посібник для інженерів і наукових працівників. Додека XXI, 2008. - 720 с. ISBN 978-5-94120-145-7 , ISBN 0-750674-44-X
• Юкіо Сато Без паніки! Цифрова обробка сигналів. Додека XXI, 2010. - 176 с. ISBN 978-5-94120-251-5 , ISBN 4-274-08674-7
• Сергієнко А. Б. Цифрова обробка сигналів. - 2-е. - СПб. : Пітер , 2007. - С. 751. - ISBN 5-469-00816-9 .
• Гольденберг Л. М. та ін. Цифрова обробка сигналів. Довідник. - М .: Радио и связь, 1985. - 312 с.
• Гольденберг Л. М. та ін. Цифрова обробка сигналів. Навчальний посібник для вузів. - М .: Радио и связь, 1990. - 256 с.
• Оппенгейм А., Шафер Р. Цифрова обробка сигналів. Вид. 2-е, испр. - М .: Техносфера, 2007. - 856 с. ISBN 978-5-94836-135-2
• Оппенгейм А. В., Шафер Р. В. Цифрова обробка сигналів. - М .: Связь, 1979. - 416 с.
• Рабинер Л., Гоулд Б. Теорія і застосування цифрової обробки сигналів. - М .: Світ, 1978. - 848 с.
• Глінченко А. С. Цифрова обробка сигналів. У 2 ч. - Красноярськ: Вид-во КДТУ, 2001. - 383 с.
• Блейхут Р. Швидкі алгоритми цифрової обробки сигналів. - М .: Світ, 1989. - 448 с.
• Даджіон Д., Мерсер Р. Цифрова обробка багатовимірних сигналів. - М .: Світ, 1988. - 488 с.
• Макс Ж. Методи і техніка обробки сигналів при фізичних вимірюваннях. У 2-х тт. - М .: «Мир», 1983.
• Марпл-мл. С. Л. Цифровий спектральний аналіз та його додатки. - М.: МИР, 1990. - С. 584.
• Хемминг Р. В. Цифрові фільтри. - М .: Недра, 1987. - 221 с.
• Дьяконов В. П. MATLAB 6.5 SP1 / 7.0 + Simulink 5/6 / Обробка сигналів і проектування фільтрів. - М .: СОЛОН-Пресс, 2005. - 676 ​​с.
• Дьяконов В. П. Вейвлети. Від теорії до практики. Вид. 2-е доповнене і перероблене. - М .: СОЛОН-Пресс, 2005. - 400 с.
• Дьяконов В. П. Сучасна осцилографія і осцилографи. - М .: СОЛОН-Пресс, 2004. - 320 с.
• Афонський А. А., Дьяконов В. П. Вимірювальні прилади та масові електронні вимірювання / Под ред. проф. В. П. Дьяконова. - М .: СОЛОН-Пресс, 2007. - 544 с.
• Афонський А. А., Дьяконов В. П. Цифрові аналізатори спектра, сигналів і логіки / Под ред. проф. В. П. Дьяконова. - М .: СОЛОН-Пресс, 2009. - 248 с.
• Богданович В. А., Вострецов А. Г. Теорія сталого виявлення, розрізнення та оцінювання сигналів. 2-е изд., Испр. - М .: Физматлит, 2004. - 320 с. - ISBN 5-9221-0505-8 .