Обробка сигналів

Сигнал на графіку ліворуч виглядає як шум, але в результаті обробки за методом перетворення Фур'є одразу стає видно, що даний сигнал має п'ять чітких частотних компонентів (графік праворуч).

Обробка сигналів — галузь схемотехніки, електротехніки і прикладної математики, яка досліджує теорію перетворення як цифрових, так і аналогових сигналів, що є змінними в часі або просторі фізичними величинами. Це можуть бути такі сигнали як звук, електромагнітне випромінювання, зображення, покази датчиків, наприклад, в біологічних дослідженнях це електрокардіограма, сигнали систем управління, телекомунікаційні сигнали та інші. Під обробкою сигналів розуміють математичні, статистичні, обчислювальні, евристичні і лінгвістичні аспекти, формалізації і методи для представлення, моделювання, аналізу, синтезу, вияву, відновлення, зондування, витягу, вивчення, безпеки або судово-медичної експертизи.

Напрями застосування

Існує безліч напрямів обробки сигналів, що залежить від їх природи. Для аналогових сигналів перетворення може являти собою посилення, фільтрацію, модуляцію і демодуляцію. Для цифрових сигналів існують алгоритми фільтрації, стиснення, виявлення і виправлення помилок та ін. Із основних напрямів можна виділити наступні:

• Аналогова обробка сигналів;
• Цифрова обробка сигналів;
• Статистична обробка сигналів;
• Обробка звуку;
• Обробка мови;
• Обробка зображень;
• Обробка відео;
• Сейсмологія;
• Виділяння ознак — це такі теорії, як розпізнавання образів і розпізнавання мовлення.

Категорії

Аналогова обробка

Аналогова обробка здійснюється для сигналів, які не перетворено до цифрового вигляду. Прикладами можуть слугувати класичний радіоприймач (детектування, перетворення частоти), радар, аналогове телебачення. Електричні кола, задіяні в обробці аналогових сигналів, можуть бути як лінійними (наприклад, пасивні і активні фільтри, інтегратори, лінії затримки), так і нелінійними (приклади нелінійних перетворень: компандування, перетворення частоти, перемножування сигналів, робота фільтрів та підсилювачів, контрольованих напругою, фазове автопідлаштування частоти).

В неперервному часі

В дискретному часі

Цифрова

Нелінійна

Статистична

Статистична обробка сигналів - це підхід, який розглядає сигнали як стохастичний процес, використовуючи їхні статистичні властивості для виконання завдань обробки сигналів.[1] Статистичні техніки широко використовуються в застосуваннях обробки сигналів. Наприклад, можна моделювати розподіл ймовірностей шуму, який виникає під час фотографування зображення, та розробляти техніки на основі цієї моделі для зменшення шуму в отриманому зображенні.

Зноски

1. Scharf, Louis L. (1991). Statistical signal processing: detection, estimation, and time series analysis. Бостон: Addison–Wesley. ISBN 0-201-19038-9. OCLC 61160161.

Література

• Обробка сигналів : навч. посіб. [для студентів спец. 122 "Комп'ютер. науки та інформ. технології", 123 "Комп'ютер. інженерія", 151 "Автоматизація та комп'ютер.-інтегр. технології", 172 "Телекомунікації та радіотехніка" / А. Й. Наконечний, Р. І. Стахів, Р. А. Наконечний ; Нац. ун-т "Львів. політехніка". — Львів : Растр-7, 2017. — 217 с. : іл., табл. — Бібліогр.: с. 211—217 (77 назв). —ISBN 978-617-7359-75-2