Цифровая обработка сигналов
скачатьМинистерство образования Российской ФедерацииСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 657100 - “Прикладная математика” по специальности 073000 – “Прикладная математика”. Санкт-Петербург2001 Санкт-Петербургский государственный электротехническийуниверситет “ЛЭТИ” “УТВЕРЖДАЮ”Проректор по учебной работе проф. ___________ Ушаков В.Н. “_____”_______________2001 г. ^ ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 657100 - “Прикладная математика” по специальности 073000 – “Прикладная математика”. Факультет компьютерных технологий и информатики Кафедра математического обеспечения и применения ЭВМ Курс – 5 Семестр – 9
2001Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры математического обеспечения и применения ЭВМ “____”_______________2001 г., протокол №______. Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом по направлению 657100 - “Прикладная математика” по специальности 073000 – “Прикладная математика”. Рабочая программа согласована с рабочей программой изученной ранее дисциплины «Программирование». Рабочая программа утверждена на методической комиссии ФКТИ “____”_____________2001г. ^
Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин:
3) Программирование и основы алгоритмизации Требования к уровню освоения дисциплины В результате изучения дисциплины студенты должны: 1. Знать основы теории цифровой обработки сигналов (ЦОС): методы дискретизации и квантования, основные дискретные спектральные преобразования, методы цифровой фильтрации и параметрического спектрального анализа. 2. Уметь использовать теоретические знания для алгоритмического проектирования систем ЦОС, использовать типовые инструментальные средства и пакеты прикладных программ для решения конкретных прикладных задач обработки сигналов на ЭВМ. 3. Иметь представление об областях применения методов, о зависимости архитектуры системы ЦОС от требований задачи, о перспективных методах цифровой обработки сигналов.. ^ ВВЕДЕНИЕ Предмет дисциплины, её структура и содержание. Связь дисциплины с другими дисциплинами. Тема 1. Основные понятия дисциплины. Задачи цифровой обработки данных (сигналов), основанных на использовании спектральных методов, математический аппарат, используемый для обработки данных ряды и интегралы Фурье, Z-преобразование. Тема 2. Методы представления сигналов в ЭВМ. Классификация методов дискретизации. Спектральный подход: теорема Котельникова и условия её применения. Дискретизация многомерных сигналов. Квантование по уровню, характеристики шумов квантования. Нелинейное и оптимальное квантование. Методы сжатия информации при представлении в ЭВМ. Сжатие с потерями и без потерь. Разностное квантование. Методы дельта модуляции. Сжатие на основе MPEG технологии, сжатие речевых сигналов. Тема 3. Дискретные спектральные преобразования и методы их вычисления. Понятие о дискретном преобразовании Фурье. Преобразования в нетригонометрических базисах. Многомерные дискретные преобразования. Быстрое преобразование Фурье. Общий подход к построению быстрых преобразований на основе факторизации матриц преобразования. Теоретико-числовые и полиномиальные методы выполнения дискретных преобразований. Тема 4. Методы обработки сигналов в спектральной области на основе дискретных преобразований. Применение ДПФ для анализа гармонических сигналов, частотная характеристика ДПФ, боковые лепестки, модуляция спектра Методы улучшения характеристик ДПФ при использовании окон. Спектральный анализ случайных процессов с использованием ДПФ. Методы сглаживания оценок спектра. Обнаружение гармонических сигналов на фоне шума с использованием ДПФ. Вычисление корреляционных функций. Реализация пространственно-временной обработки сигналов в спектральной области. Методы гомоморфной обработки. Тема 5. Цифровая фильтрация на ЭВМ. Общая структура цифрового фильтра. Нерекурсивная и рекурсивная форма ЦФ. Фильтры с конечной и бесконечной импульсной характеристикой.Методы реализации ЦФ - прямая и каноническая форм, каскадная и параллельная форма. Частотная характеристика цифрового фильтра. Синтез фильтров с конечной импульсной характеристикой методом окна и методом частотной выборки. Синтез аналоговых фильтров-прототипов Баттерворта, Чебышева, Бесселя при построении ЦФ. Метод билинейного преобразования для синтеза ЦФ. Преобразование полосы частот при синтезе ЦФ. Тема 6. Методы параметрического спектрального анализа. Понятие о параметрических моделях сигналов. Модели авторегрессии (АР), скользящего среднего, смешанные. Оценивание параметров АР-моделей. Рескурсия Левинсона-Дербина. Оценивание спектра сигналов на основе параметрических моделей. Тема 7. Вейвлет преобразование и его использование в задачах цифровой обработки сигналов. Вейвлет-преобразование. Общие понятия, свойства. Непрерывное вейвлет-преобразование, его локализующие свойства. Использование непрерывного вейвлет-преобразования для обнаружения изменения свойств сигналов. Дискретное вейвлет-преобразование и его применение для сжатия и шумоочистки сигналов. Тема 8. Аппаратное и программное обеспечение систем цифровой обработки сигналов. Аппаратные средства цифровой обработки сигналов: универсальные процессоры, сигнальные процессоры. Перспективные архитектуры для цифровой обработки сигналов. Технические средства обеспечения ввода-вывода аналоговых сигналов в ЭВМ. Аппаратные средства ЦОС в системах мультимедиа. Классификация программных средств ЦОС. Требования к функциональному наполнению и инструментальным средствам разработки ПО ЦОС. Интегрирванные пакеты программ для ПЭВМ: "MATLAB", "MathCAD", LabVIEW" и их использование для решения прикладных задач. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Перспективы развития и использования систем цифровой обработки сигналов. ^ и его ориентировочная трудоемкость 3 семестр Цель: Практическое освоение работы с пакетом программ "MATLAB" при решении задач синтеза цифровых фильтров и применение ЦФ для обработки модельных и реальных сигналов Содержательно курсовая работа состоит в выполнении 3-х последовательных заданий: 1) генерация входной последовательности для модельного и реального сигнала; 2) реализация спектрального анализа модельных и реальных сигналов; 3) реализация цифрового фильтра заданного типа, включая определение параметров фильтра и обработку с его помощью модельных и реальных сигналов . ^ 16 часов самостоятельной работы, 16 часов работы за компьютером в лаборатории кафедры и консультаций с преподавателем. Распределение учебных часов по темам и видам занятий
Дополнительная
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 