Bài giảng Xử lý tín hiệu số - Chương mở đầu: Giới thiệu về xử lý tín hiệu số - Đinh Đức Anh Vũ

Nội dung text: Bài giảng Xử lý tín hiệu số - Chương mở đầu: Giới thiệu về xử lý tín hiệu số - Đinh Đức Anh Vũ

1. dce 2011 CE504005 Xử lý Tín hiệu Số (Digital Signal Processing – DSP) BK TP.HCM TS. Đinh Đức Anh Vũ
2. dce 2011 Giới thiệu về xử lý tín hiệu số • Tín hiệu (t/h) – Âm thanh – Nhiệt độ – Ánh sáng – • 5 giác quan của con người: thính/xúc/vị/khứu/thị giác → cần thiết phải chuyển sang dạng năng lượng điện để được xử lý bởi não • Các cảm biến điện tử được dùng để biến đổi t/h sang dạng số, có thể được xử lý bởi máy tính số (biến đổi AD) → xử lý t/h số (DSP) • T/h sau khi được xử lý có thể được biến đổi sang dạng ban đầu trước khi gởi cho các bộ chấp hành (biến đổi DA) • DSP là gì? DSP – Giới thiệu ©2011, Đinh Đức Anh Vũ 2
3. dce 2011 DSP là gì ? • Định nghĩa – Digital • Hoạt động dùng các t/h rời rạc để biểu diễn dữ liệu dưới dạng số – Signal • Tham số biến nhờ đó thông tin được trung chuyển trên các mạch điện tử – Processing • Thực hiện các tác vụ trên dữ liệu theo những lệnh được lập trình trước • DSP = thay đổi hoặc phân tích thông tin được biểu diễn dưới dạng các chuỗi số rời rạc DSP – Giới thiệu ©2011, Đinh Đức Anh Vũ 3
4. dce 2011 Tại sao phải xử lý tín hiệu số • Khả năng lập trình được (programmability) • Khả năng ổn định (stability) • Khả năng lặp lại (repeatability) • Hiện thực dễ dàng các giải thuật thích nghi • Khả năng hiện thực các mã sửa sai • Khả năng truyền dẫn và lưu trữ dữ liệu • Khả năng nén dữ liệu • Khả năng thực hiện các chức năng đặc biệt DSP – Giới thiệu ©2011, Đinh Đức Anh Vũ 4
5. dce 2011 Industrial (Oil and mineral Ứng dụng prospecting, Process monitoring & Medical control, (Diagnostic imaging Nondestructive (CT, MRI, testing, CAD and Military ultrasound, and design tools) (Radar, Sonar, others), Ordnance Electrocardiogram guidance, Secure analysis, Medical communication) image storage/retrieval) Scientific Space (Earthquake (Photograph DSP recording & enhancement, analysis, Data Data compression, acquisition, Intelligent sensory Spectral analysis, analysis by remote Simulation and space probes) modeling) Commercial (Image and sound Telephone (Voice and data compression for compression, multimedia Echo reduction, presentation, Signal Movie special multiplexing, effects, Video Filtering) conference calling) DSP – Giới thiệu ©2011, Đinh Đức Anh Vũ 5
6. dce 2011 Ứng dụng • Đặc điểm chung – Dùng toán học (nhân, cộng các t/h) – Xử lý các t/h đến từ thế giới thực – T/h rời rạc (thông tin giữa các mẫu rời rạc bị mất) – Yêu cầu đáp ứng trong một khoảng thời gian xác định DSP – Giới thiệu ©2011, Đinh Đức Anh Vũ 6
7. dce 2011 Lịch sử phát triển • Giải thuật cho DSP – Mô hình toán cơ bản của t/h liên tục dựa trên biến đổi Laplace và Fourier – Chuỗi Fourier • Chuỗi Fourier: áp dụng cho t/h chu kỳ • Biến đổi Fourier: mở rộng đơn giản của chuỗi Fourier, áp dụng cho t/h không có chu kỳ – Laplace • Biến đổi Z: khối xây dựng cơ bản cho các bộ lọc số – Biến đổi Fourier rời rạc (DFT) – Biến đổi Fourier nhanh (FFT) • Kiến trúc máy tính cho DSP – ENIAC, IAS – CISC • Mạch tích hợp cho DSP – NMOS, CMOS – S2811, µPD7720, TMS320 DSP – Giới thiệu ©2011, Đinh Đức Anh Vũ 7
8. dce 2011 Giới thiệu môn học • Mục đích – Khái niệm cơ bản trong lĩnh vực DSP – Biểu diễn t/h và hệ thống (h/t) trong miền thời gian, miền tần số, miền Z – Hiện thực h/t bằng các p/p số: DFT, FFT – Bộ lọc số • Yêu cầu – Kiến thức cơ bản về toán (đặc biệt về số phức) – Kiến thức cơ bản về thiết kế h/t số DSP – Giới thiệu ©2011, Đinh Đức Anh Vũ 8
9. dce 2011 Đề cương khái quát Khái niệm tín hiệu và hệ thống T/h và h/t trong miền thời gian T/h và h/t trong miền Z T/h và h/t trong miền tần số Biến đổi Fourier rời rạc (DFT) Giải thuật biến đổi Fourier nhanh (FFT) Bộ lọc số DSP – Giới thiệu ©2011, Đinh Đức Anh Vũ 9
10. dce 2011 Giới thiệu môn học • Kiểm tra – đánh giá – Hình thức – Bài tập – Thực hành: 30% – Kiểm tra giữa học kỳ: 30% – Thi cuối học kỳ: 40% • Tài liệu tham khảo – Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and Applications, John G. Proakis, Dimitris G. Manolakis. 3rd. Prentice Hall – Digital Signal Processing: A Computer-Based Approach, Sanjit K. Mitra. 2nd. McGraw-Hill – DSP Filters. PROMPT. John Lane, Jayant Datta, Brent Karley, Jay Norwood – A Simple Approach to Digital Signal Processing. Craig Marven, Gillian Ewers. John Wiley & sons DSP – Giới thiệu ©2011, Đinh Đức Anh Vũ 10