Bài giảng Xử lý tín hiệu số: Chương 1 - ThS. Bùi Thanh Hiếu

Bài giảng "Xử lý tín hiệu số" Chương 1: Giới thiệu tổng quan, cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm tín hiệu, xử lý tín hiệu và hệ thống xử lý tín hiệu; Các ưu điểm của phương pháp xử lý tín hiệu số; Các lĩnh vực ứng dụng; Chuyển đổi A/D; Chuyển đổi D/A. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Xử lý tín hiệu số: Chương 1 - ThS. Bùi Thanh HiếuXỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ GV: Ths.Bùi Thanh Hiếu Khoa KTMT Faculty Of Computer Engineering Page: 1 Đánh giá môn họcTiêu chuẩn đánh giá sinh viên, thang điểm 10/10 (qui đổi theo tỷ lệ sau): ĐIỂM QUÁ TRÌNH 30%  1. Thi giữa kỳ 20-30%  2. Bài tập nhóm (nếu có) 10% ĐIỂM THI KẾT THÚC HỌC PHẦN 70% Faculty Of Computer Engineering Page: 2 Tài liệu tham khảo Bài giảng XLTHS, Bùi Thanh Hiếu _ Khoa KTMT Xử lý tín hiệu và lọc số,tập 1, Nguyễn Quốc Trung, nhà xuất bản KHKT, 2001 Thực hành xử lý số tín hiệu trên máy tính PC, Hồ Văn Sung, nhà xuất bản KHKT, 2005 Bài tập xử lý tín hiệu số, Tống Văn On Digital signal processing laboratory using Matlab, Sanjit K. Mitra, McGraw-Hill Digital Signal Processing: Principles, Algorithms and Applications, John G.Proakis, Dimitris G. Manolakis, 3rd Prentice Hall. Faculty Of Computer Engineering Page: 3 Chương trình giảng dạy Nội dungChương 1 Giới thiệu tổng quanChương 2 Tín hiệu và hệ thống rời rạcChương 3 Biến đổi Z và ứng dụng trong hệ LTIChương 4 Tín hiệu và hệ thống LTI trong miền tần sốChương 5 Phép biến đổi Fourier rời rạc và ứng dụng Faculty Of Computer Engineering Page: 4 Chương 1: Tổng quan Nội dung chính:Khái niệm tín hiệu, xử lý tín hiệu và hệ thống xửlý tín hiệuCác ưu điểm của phương pháp xử lý tín hiệu sốCác lĩnh vực ứng dụngChuyển đổi A/DChuyển đổi D/A Faculty Of Computer Engineering Page: 5 1.1. Tín hiệuKhái niệm:• Tín hiệu là biểu hiện vật lý của thông tin• Thông tin được biểu diễn có thể là tiếng nói, hình ảnh, chữ viết, dữ liệu v.v…• Về mặt toán học tín hiệu được biểu diễn bởi hàm theo một hay nhiều biến độc lập.Ví dụ: Tín hiệu âm thanh s(t), tín hiệu ảnh I(x,y)…Phạm vi môn học chỉ tập trung nghiên cứu tín hiệu là hàm theo một biến độc lập (biến thời gian) Faculty Of Computer Engineering Page: 6 1.1. Tín hiệu Phân loại tín hiệu Tín hiệu Tín hiệu liên tục Tín hiệu rời rạcTín hiệu Tín hiệu Tín hiệu Tín hiệu sốtương tự lượng tử hoá lấy mẫu Faculty Of Computer Engineering Page: 7 1.1. Tín hiệuTín hiệu tương tự (analog signal): thời gian (biến)liên tục, biên độ (hàm) liên tục.Tín hiệu lượng tử hoá (quantified signal): thờigian liên tục và biên độ rời rạcTín hiệu lấy mẫu (sampled signal): thời gian rờirạc và biên độ liên tục.Tín hiệu số (digital signal): thời gian rời rạc vàbiên độ rời rạc. Faculty Of Computer Engineering Page: 8 1.1. Tín hiệu Thời gian liên tục Thời gian rời rạc xa(t) xs(n)Biên độliên tục xq(t) xd(n)Biên độrời rạc Faculty Of Computer Engineering Page: 91.2. Xử lý tín hiệu và hệ thống xử lý tín hiệu Xử lý tín hiệu: là quá trình thực hiện các tác động hay các phép toán lên tín hiệu nhằm đạt một mục đích nào đó. Ví dụ: lọc nhiễu, mã hoá, khuếch đại, điều chế tín hiệu… Hệ thống xử lý tín hiệu: là các mạch điện, các thiết bị hay hệ thống dùng để xử lý tín hiệu. T/h vào x T/h ra y THệ xử lý tín hiệu thực hiện tác động lên tín hiệu theo một qui luật nhất định y = T[x] Faculty Of Computer Engineering Page: 101.2. Xử lý tín hiệu và hệ thống xử lý tín hiệu Phân loại các hệ thống xử lý tín hiệuT/h vào tương tự x(t) T/h ra tương tự y(t) Hệ thống tương tự T/h vào rời rạc x(n) T/h ra rời rạc y(n) Hệ thống rời rạc T/h vào số x(n) T/h ra số y(n) Hệ thống số Faculty Of Computer Engineering Page: 11 1.2. Xử lý tín hiệu và hệ thống xử lý tín hiệu Mô hình xử lý số tín hiệu trong thực tếxa (t ) x d (n) y d (n) y a (t ) LPF ADC DSP DAC LPF LPF: Low Pass Filter ADC: Analog to Digital Conversion DSP: Digital Signal Processing DAC: Digital to Analog Conversion Faculty Of Computer Engineering Page: 12 1.3. Ưu điểm của xử lý số Linh hoạt và mềm dẻo do xử lý bằng máy tính Độ chính xác cao Giảm được nhiễu Giảm dung lượng lưu trữ, tăng tốc độ truyền Dễ dàng lưu trữ Các bộ DSP được chế tạo hàng loạt, chất lượngxử lý đồng nhất và không thay đổi theo thời gian. Faculty Of Computer Engineering Page: 13 1.4. Ứng dụng Xử lý ảnh: nhận dạng ảnh, cải thiện chất lượng ảnh, nén ảnh, các kỹ xảo về hình ảnh.. Xử lý tiếng nói: mã hoá, nhận dạng, tổng hợp tiếng nói, kỹ thuật âm thanh số MP3, MP4… Viễn thông: xử lý tín hiệu thoại, hình, truyền dữ liệu, truyền hình số.. Đo lường điều khiển: phân tích phổ, điều khiển vị trí và tốc độ.. Quân sự: truyền thông bảo mật, xử lý tín hiệu rada, sonar… Y học: điện não, điện tim, chụp X quang, CT… Faculty Of Computer Engineering Page: 14 1.5. Chuyển đổi A/D  Quá trình chuyển đổi A/D Lấy mẫu Lượng tử hoá Mã hoáT/h tương tự T/h rời rạc T/h lượng tử T/h số Lấy mẫu: rời rạ ...