Uživatelské nástroje
msz:signal_a_multimedia
Rozdíly
Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.
| Obě strany předchozí revizePředchozí verze | |||
| msz:signal_a_multimedia [01. 06. 2012, 14.32:11] – [FIR] syntax pitel | msz:signal_a_multimedia [22. 09. 2026, 08.25:41] (aktuální) – odstraněno - upraveno mimo DokuWiki (Neznámé datum) 127.0.0.1 | ||
|---|---|---|---|
| Řádek 1: | Řádek 1: | ||
| - | ====== Vztah zpracování signálu a multimédií ====== | ||
| - | Multimediální systém je takový, který pro vylepšení komunikace s člověkem používá dva a více kanálů (obraz, zvuk, video. ...). K tomu se používají speciální periferie: zvuková karta, grafická karta s 3D akcelerací, | ||
| - | ===== Proč je zpracování signálu pro multimédia důležité ===== | ||
| - | Protože ve většině případů jsou multimediální data obraz a zvuk které mají v reálném světě podobu signálů (uvažujeme jako funkce času) a je potřeba je zpracovávat pro další použití. | ||
| - | |||
| - | ===== Zpracování signálu a Multimedia ===== | ||
| - | V multimediální komunikaci se nejčastěji používá obraz, zvuk a videosekence. Typické aplikace jsou: | ||
| - | * **Syntéza obrazu** (výroba) – počítačová grafika | ||
| - | * **Reprodukce a úprava obrazu** – visualizing photographs, | ||
| - | * **Analýza obrazu** (rozbor) – (people, gestures, face expression, etc.) for human, computer communication | ||
| - | * **Syntéza zvuku (hudby) a řeči** | ||
| - | * **Analýza řeči** | ||
| - | |||
| - | ===== Typické operace při zpracování zvuku a videosekvencí ===== | ||
| - | Zpracování zvukových a video signálů spočívá v převodu mezi analogovou a digitální reprezentací dat s využitím A/D převodníků, | ||
| - | |||
| - | {{ http:// | ||
| - | |||
| - | - **[[wp> | ||
| - | * Strmá charakteristika, | ||
| - | * Nemusí být povinný, nebo může být implicitně schován | ||
| - | * Na začátku projde signál dolní propustí čímž se odstraní nežádoucí vysoké frekcence nesplňující vzorkovací teorém (// | ||
| - | * Tento filtr musí mít velmi ostrou (obdélníkovou) odezvu, proto je velmi drahý. Používá se jednoduchý filtr a přesná filtrace následuje až po A/D převodu. | ||
| - | - **[[wp> | ||
| - | * levný, nic se nenastavuje | ||
| - | * typické hodnoty vzorkování: | ||
| - | - **[[wp> | ||
| - | * Z funkce zpracování nejdůležitější | ||
| - | * Zpracování signálu ma na starosti specializovaný DSP, který je centrem celého systému. Chování tohoto procesoru je programovatelné.efinované | ||
| - | - **[[wp> | ||
| - | * 1 bitový D/A převodník – je rychlý a je to vlastně spínač (100 MHz) | ||
| - | * Možnost realizace i pomocí šířkové modulace | ||
| - | * AD/DA časti mohou být integrované do jedného CODEC čipu, který sa stará o kódování i dekódování signálu | ||
| - | - **[[wp> | ||
| - | * Nemusí být tak dokonalý jako vstupní | ||
| - | * Opět ostranění vyšších frekvencí (vzniklých D/A převodem) | ||
| - | * Výstupní signál se filtruje dolní propustí na odstranění parazitních frekvencí (vzniklé D/A převodem, které opět nesplňají vzorkovací teorém). Na rozdíl od vstupního, tento filtr je poměrně jednoduchý (výstupní signál z D/A se dá nastavit tak, aby parazitní frekvencie byly velmi vysoké a lehko odstranitelné). | ||
| - | ===== DSP procesory ===== | ||
| - | [[wp> | ||
| - | |||
| - | DSP procesory jsou konstruovány pro zpracování signálu. | ||
| - | |||
| - | ==== Stejné jako u procesorů pro PC ==== | ||
| - | * Von Neumanova architektura | ||
| - | * Dají se programovat v jazyce C (nebo assembleru) | ||
| - | * Instrukční soubor umožňuje provádět libovolné algoritmy | ||
| - | * Little endian (někdy možné nastavit na big endian) | ||
| - | |||
| - | ==== Na rozdíl od procesorů pro PC ==== | ||
| - | * Nepoužívají virtualizaci paměti, nemají přístup k souborovému systému | ||
| - | * Nejsou zpětně kompatibilní (není potřeba) | ||
| - | * **Neobsahují speciální jednotky pro rozšířené matematické operace** (//sin//, //cos//, ...), protože standardní goniometrické funkce jsou obsaženy ve standardních C knihovnách a proto se používají tyto knihovny a neimplementují se do procesoru | ||
| - | * **Vždy mají rychlé sčítání a násobení** (málokdy dělení a odmocninu) | ||
| - | |||
| - | ==== Typické vlastnosti (výhody DSP) ==== | ||
| - | * Valná většina aplikací v reálných podmínkách používá jen operace násobení a sčítání (multiply-and-accumulate => MAC) a proto jsou DSP optimalizována na na tyto operace | ||
| - | * Výkonnost je dána počtem vypočítaných MAC/sekundu (+ šířka dat) | ||
| - | * Specializovaný střadač '' | ||
| - | * Několik paměťových sběrnic (sdílí stejnou paměť) a tím dovolují paralelní přístup na různá místa v paměti | ||
| - | * Několik bloků vnitřní paměti, ty jsou přístupné jen odděleně, vnitřní paměť je konfigurovatelná | ||
| - | * Mají hodně periferních zařízení (ext. kamera, mikrofon, I/O, brány, ...) | ||
| - | |||
| - | ==== Rozdělení DSP ==== | ||
| - | Základním dělením DSP je dělení podle použité aritmetiky. Existují DSP pracující: | ||
| - | * V celočíselné aritmetice | ||
| - | * V aritmetice s pevnou řádovou čárkou | ||
| - | * V aritmetice s plovoucí řádovou čárkou | ||
| - | |||
| - | ===== DSP Struktury ===== | ||
| - | **[[wp> | ||
| - | ==== FIR ==== | ||
| - | {{ http:// | ||
| - | [[wp> | ||
| - | * Filtr s konečnou odezvou na jednotkový impuls v čase | ||
| - | * Nemůže mít delší odezvu na jednotkový impulz, než je //N// zpoždění => konečná odezva | ||
| - | * Koeficienty filtru se dají vypočítat jako IFT očekávané frekvenční charakteristiky\\ < | ||
| - | * Tvar přenosové funkce pro FIR:\\ < | ||
| - | ==== IIR ==== | ||
| - | [[wp> | ||
| - | * Nemá konečnou odezvu na jednotkový impulz | ||
| - | * Stále se používají | ||
| - | * Má zpětnou vazbu | ||
| - | * Neexistuje obecná metoda jak navrhnou IIR filtr | ||
| - | * Tvar diferenční rovnice pro IIR:\\ < | ||
| - | * Tvar přenosové funkce pro IIR:\\ < | ||
| - | |||
| - | * Související otázky ze státnic: | ||
| - | * Proč je //a₀// u filtrů vždy 1? Aktuálně počítanou hodnotu nemůžeme použít. | ||
| - | * Jak získáme frekvenční charakteristiku filtru? Dosadit do přenosové funkce za //z// toto: // | ||
| - | |||
| - | ==== Obecnější (další) DSP struktury ==== | ||
| - | Sériové a paralelní kombinace základních struktur. | ||
Nástroje pro stránku
Kromě míst, kde je explicitně uvedeno jinak, je obsah této wiki licencován pod následující licencí: CC Attribution-Share Alike 4.0 International
