Узагальнено основні напрямки, методи та алгоритми обробки сигналів, що широко використовуються у наукових дослідженнях та інженерній практиці. Наведено велику кількість прикладів, а також досліджено багато форм сигналів та процесів. Проаналізовано основні властивості дискретних послідовностей і дискретних лінійних систем. Розглянуто основи кореляційного та регресійного аналізів залежностей.

Розглянуто можливість побудови операторів-проекторів для синтезу нелінійних алгоритмів цифрової обробки сигналів методом розщеплення. Як вхідні використано множини періодичних сигналів. Оператори-проектори побудовано на основі результатів теорії поперечників. Наведено приклади розв'язування задач, пов'язаних з обробкою мовних сигналів при компресії мови.

Описано новий клас систем числення, що мають обмежену довжину перенесення у бік старших розрядів. Використання таких систем числення під час конвеєрної обробки множинних потоків числової інформації дозволяє значно зменшити кількість інформаційних зв'язків між модулями обробки даних.

Викладено основні положення теорії малохвильового (wavelet) перетворення. Розглянуто можливості використання даного перетворення для аналізу неперіодичних, нестаціонарних, швидкоплинних процесів. Значну увагу приділено аналізу широкосмугових взаємних двозначних функцій, компресії сигналів зображень і використанню малохвильового перетворення у вимірювальній техніці.

Проаналізовано можливість використання квадратурної схеми для обробки некогерентних сигналів різноманітної форми. Показано, що цю схему можна використовувати тільки для синусоїдальних сигналів, а обробка сигналів прямокутної форми не дозволяє виключити вплив зсуву фази сигналу. В цьому випадку необхідно застосовувати модульну схему.

Представлена обширная информация по методам и програмно-аппаратным средствам цифровой обработки сигналов. Изложены элементы теории сигналов и систем, основы цифрового спектрального анализа и синтеза цифровых фильтров, методы цифровой обработки речевых и аудио сигналов, изображений. Рассмотрены архитектурные особенности цифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС), подробно освещены вопросы программирования ЦПОС с фиксированной запятой TMS320C2x фирмы Texas Instruments. На примере ЦПОС фирмы Analog Devices описаны возможности 32-разрядных ЦПОС с плавающей запятой.

Запропоновано метод прискореного обчислення суми парних добутків для випадку подання чисел у позиційній і знакорозрядній зрівноваженій системах числення за допомогою теоретико-числових перетворень. Показано збіжність методу. Наведено приклади.

Представлены результаты исследования влияния разрядности аналого-цифрового преобразователя на энергетические характеристики демодулятора сложных широкополосных сигналов, принимаемых на фоне гауссовского шума и мощной узкополосной помехи. Показано, что 8 - 16 уровней квантования на размах совокупности сигнала, шума и помехи в некоторых случаях обеспечивают снижение энергетических потерь на величину порядка 6 дБ по сравнению с двухсторонним идеальным полосовым ограничителем и существенное уменьшение уровня интермодуляционных помех.

Рассмотрены алгоритмы диагностирования и реконфигурации функционально-избыточных систем с цифровыми сигналами при отказах каналов, в которых функциональная избыточность создается ориентацией осей избыточных сигналов по направлениям, не совпадающим с направлениями осей ортогонального базиса.

Зазначено, що аналіз спектра є старою і типовою задачею цифрової обробки сигналів. На цю тему вже написано сотні книжок, а також розроблено безліч методів і підходів до її реалізації. Дослідження в царині спектрального аналізу поки ще не вичерпали себе, а характеристики спектрального аналізу можна поліпшити за рахунок досить екзотичних технік. Описано етапи проектування спектрального аналізатора гармонійних сигналів і типові проблеми, що виникають перед розробником. Їх урахування призвело до появи авторського методу побудови аналізатора, який базується на Плавному Дискретному Перетворенні Фур'є, детекторі основного тону та динамічній зміні швидкості сигналу. Завдяки тому, що в такий спосіб враховується природа гармонійних сигналів, цей метод забезпечує поліпшення точності й ефективності аналізу.

Здійснено математичну формалізацію процедури рандомізації та досліджено властивості рандомізованих цифрових послідовностей, що дозволяє визначити системні характеристики функціональної рандомізації в різних базисах та перспективні галузі застосування методів для цифрової обробки даних (ЦОД). Запропоновано нові методи ЦОД на базі процедур рандомізації та створено відповідні спецпроцеси обробки даних, а саме: метод підвищення завадостійкості приймання вузькосмугових сигналів, який дозволяє покращити відношення сигнал/шум на виході цифрових приймачів; метод спектральної обробки цифрових даних з метою спрощення алгоритма обчислення та підвищення швидкодії спецпроцесорів; метод стиснення цифрових даних, застосування якого покращує коефіцієнт стиснення у порівнянні з відомими методами.

Удосконалено теортичні засади та розроблено нові методи представлення широкосмугових сигналів у часо-частотній області, на базі яких створено математичні моделі та алгоритми швидких перетворень. Введено поняття базового оператора відображення, за допомогою якого визначається ефективність вибраної базової функції для даного типу сигналу. Уточнено окремі положення теорії часо-частотного представлення зображень та просторово-частотного квантування малохвильових коефіцієнтів для підвищення якості та ступеня компресії даних сигналів. Удосконалено методи нанесення цифрових підписів на чорно-білі та кольорові зображення в малохвильовій області. На підставі результатів експериментальних досліджень підтверджено високу стійкість підписаних зображень до компресії, фільтрування та геометричних перетворень. Розроблено нові методи та математичні моделі процесів вимірювання енергетичних параметрів сигналів на базі їх часо-частотного перетворення, високу точність та завадостійкість яких підтверджено експериментально. Результати наукового дослідження використано для побудови нових програмно-апаратних засобів систем збору та обробки цифрової інформації.

Розв'язано важливу науково-технічну задачу в галузі цифрової обробки тональних сигналів, яка полягає у визначенні частоти тонального сигналу з максимально досяжною точністю за допомогою нових економічних і швидкодіючих засобів тонального аналізу, розроблених на базі сучасних компонентів. Відзначено, що проблема точного визначення частотно-фазових параметрів тонального сигналу виникає у випадку розбіжності аналізованого сигналу з дискретною шкалою дискретного перетворення Фур'є (ДПФ). В результаті дискретний спектр одного тону розмивається і сигнал не може бути точно визначеним на осі частот. Інтерпретація цього явища за допомогою фільтрації гребінкою ДПФ полягає в тому, що внаслідок перекриття амплітудно-частотних характеристик (АЧХ) фільтрів гребінки ДПФ від кожного пелюстка ДПФ з'являється відповідна кількість відгуків. Здійснено перетворення такого недоліка ДПФ на корисне явище, що дозволяє шляхом розгляду відношення двох відгуків сусідніх фільтрів гребінки ДПФ точно визначати частоту сигналу. Такий підхід не потребує визначення всього спектра, для аналізу достатньо лише корисних значень двох спектральних характеристик для демодуляції одного тону. В частотному періоді між ними частота сигналу визначається так точно, як міг би дозволити ідеальний фільтр, в якому відсутнє явище Гіббса. Таким чином, невідомі параметри сигналу визначаються за допомогою нелінійної системи рівнянь, випадковими параметрами яких є дискретні значення АЧХ відфільтрованого сигналу. Автоматизований розв'язок такої системи рівнянь (аналітично або за допомогою відомих числових методів) реалізовано у вигляді алгоритму, який є частиною програмного забезпечення

спеціально спроектованих засобів аналізу тональних сигналів. Проаналізовано групу нових числово-аналітичних методів і алгоритмів демодуляції тональних сигналів, два з яких застосовано під час проектування та роботи технічних засобів гідроакустики та зв'язку. Вперше спроектовано та створено апаратурну частину низькочастотного акустичного аналізу та цифрового двотонального зв'язку в межах системи гідроакустичного інтерферометра та малої системи гідролокації на базі одержаних методів і алгоритмів, що доводить придатність для використання цих методів на практиці. Розроблено програмне забезпечення даних засобів і тестувальне програмне забезпечення, яке реалізує запропоновані алгоритми, а також програмне забезпечення систем двотонального цифрового зв'язку, яке спрощує роботу з двотональними сигналами. Досліджено алгоритм однотонального аналізу та двох алгоритмів обробки відповідних гідроакустичних сигналів шляхом розрахунку необхідної розрядності та показано можливість використання сучасної економічної та малогабаритної елементної бази. Встановлено, що створені методи й алгоритми дозволяють визначати частоту тонального сигналу за дуже малої роздільної здатності за частотою з принциповим скороченням обчислень у порівнянні з відомими сучасними методами тонального аналізу. Показано, що кількість тонів у сигналі не є суттєвою, за цього важливо лише аби вона не перебільшувала половини величини дискредитованого масиву. Це уможливлює створення високочастотних методів уточнення дискретного спектра низькочастотних сигналів.

Предложен метод передискретизации дискретных сигналов, не требующий восстановления непрерывного сигнала по его отсчётам с последующей дискретизацией его на новой частоте, не требующий никаких фильтров для передискретизации и дискретного преобразования Фурье, а также больших вычислительных ресурсов.

Індекс рубрикатора НБУВ: З970.60-015

Рубрики:

Системи цифрового оброблення сигналів

Шифр НБУВ: Ж72727 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З970.60-015

Рубрики:

Системи цифрового оброблення сигналів

Шифр НБУВ: Ж15477 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены вопросы решения задач цифровой обработки сигналов на реконфигурируемых вычислительных системах с макрообъектной архитектурой.

Предложены регулярные правила построения систем ДСЧ сигналов на основании известных систем дискретных частотных сигналов и бинарных фазоманипулированных сигналов с хорошими корреляционными свойствами. Проведено моделирование, исследование структурных и корреляционных свойств предложенных систем и установлена их практическая привлекательность.

Предложены методики задания и корректировки межповерочных интервалов измерительных систем с цифровой обработкой сигналов на основе промышленных компьютеров. Методика задания первичного межповерочного интервала подразумевает, что при эксплуатации измерительной системы с цифровой обработкой сигналов на основе промышленного компьютера необходимо задавать такой межповерочный интервал, при котором достигается максимум функции зависимости коэффициента готовности измерительной системы от значения межповерочного интервала. Методика корректировки межповерочного интервала основана на прогнозировании изменения значения инструментальной погрешности во времени.

Выполнена оценка влияния частоты дискретизации регистрируемого сигнала на качество процедур его цифровой обработки. Исследование проведено на примере преобразований Гильберта и Гильберта - Хуанга с использованием метода математического моделирования. Определены требования к частоте дискретизации для различных условий регистрации сигналов.