BÀI GIẢNG. (Digital Signal Proccessing)

BÀ I GIẢ NG

XỬ LÝ TÍ N HIỆ U SỐ

(Digital Signal Proccessing)

Mở đ ầ u

Sự phá t triể n củ a má y vi tí nh đ ã là m gia tă ng mộ t cá ch mạ nh mẽ cá c ứ ng dụ ng củ a XỬ LÝ TÍ N HIỆ U SỐ ( Digital Signal Proccessing ). Xu hư ớ ng nà y đ ã đ ư ợ c tă ng cư ờ ng bở i sự phá t triể n đ ồ ng thờ i củ a thuậ t toá n số (Numerical Algorithms) cho xử lý tí n hiệ u số. Hiệ n nay, xử lý tí n hiệ u số đ ã trở nê n mộ t ứ ng dụ ng cơ bả n cho kỹ thuậ t mạ ch tí ch hợ p hiệ n đ ạ i vớ i cá c chip có thể lậ p trì nh ở tố c đ ộ cao. Vì vậ y, xử lý tí n hiệ u số đ ư ợ c ứ ng dụ ng trong nhiề u lĩ nh vự c khá c nhau như:

- Xử lý tí n hiệ u â m thanh: nhậ n dạ ng tiế ng nó i / ngư ờ i nó i; tổ ng hợ p tiế ng nó i/ biế n vă n bả n thà nh tiế ng nó i; kỹ thuậ t â m thanh số ; …

- Xử lý ả nh: thu nhậ n và khô i phụ c ả nh; là m nổ i đ ư ờ ng biê n; lọ c nhiể u; nhậ n dạ ng; mắ t ngư ờ i má y; hoạ t hì nh; cá c kỹ xả o về hì nh ả nh; bả n đ ồ; …

- Viễ n thô ng: xử lý tí n hiệ u thoạ i và tí n hiệ u hì nh; truyề n dữ liệ u; khử xuyê n kê nh; facsimile; truyề n hì nh số; …

- Thiế t bị đ o lư ờ ng và đ iề u khiể n: phâ n tí ch phổ; đ o lư ờ ng đ ị a chấ n; đ iề u khiể n vị trí và tố c đ ộ; đ iề u khiể n tự đ ộ ng; …

- Quâ n sự: truyề n thô ng bả o mậ t; xử lý tí n hiệ u rada, sonar; dẫ n đ ư ờ ng tê n lử a; …

- Y họ c: nã o đ ồ; đ iệ n tim; chụ p X quang; chụ p CT(Computed Tomography Scans); nộ i soi; …

Có thể nó i, xử lý tí n hiệ u số là nề n tả ng cho mọ i lĩ nh vự c và chư a có sự biể u hiệ n bã o hò a trong sự phá t triể n củ a nó.

Ta cũ ng cầ n lư u ý rằ ng, mặ c dù tê n củ a giá o trì nh là XỬ LÝ TÍ N HIỆ U SỐ, như ng chú ng ta sẽ nghiê n cứ u vớ i mộ t phạ m vi tổ ng quá t hơ n, đ ó là XỬ LÝ TÍ N HIỆ U RỜ I RẠ C (Discrete signal processing). Bở i vì, tí n hiệ u số là mộ t trư ờ ng hợ p đ ặ c biệ t củ a tí n hiệ u rờ i rạ c, nê n nhữ ng phư ơ ng phá p đ ư ợ c á p dụ ng cho tí n hiệ u rờ i rạ c cũ ng đ ư ợ c á p dụ ng cho tí n hiệ u số, nhữ ng kế t luậ n đ ú ng cho tí n hiệ u rờ i rạ c cũ ng đ ú ng cho tí n hiệ u số.

Muố n xử lý tí n hiệ u rờ i rạ c, trư ớ c tiê n ta phả i biế t cá ch biể u diễ n và phâ n tí ch tí n hiệ u rờ i rạ c. Việ c xử lý tí n hiệ u rờ i rạ c đ ư ợ c thự c hiệ n bở i cá c hệ thố ng rờ i rạ c. Vì vậ y ta phả i nghiê n cứ u cá c vấ n đ ề biể u diễ n, phâ n tí ch, nhậ n dạ ng, thiế t kế và thự c hiệ n hệ thố ng rờ i rạ c.

Bâ y giờ, chú ng ta sẽ nhậ p mô n vớ i chủ đ ề biể u diễ n và phâ n tí ch tí n hiệ u rờ i rạ c, hệ thố ng rờ i rạ c trong miề n thờ i gian.

1. Đ Ị NH NGHĨ A TÍ N HIỆ U:

Tí n hiệ u là mộ t đ ạ i lư ợ ng vậ t lý chứ a thô ng tin (information). Về mặ t toá n họ c, tí n hiệ u đ ư ợ c biể u diễ n bằ ng mộ t hà m củ a mộ t hay nhiề u biế n đ ộ c lậ p.

Ví dụ: - Tí n hiệ u â m thanh là dao đ ộ ng cơ họ c lan truyề n trong khô ng khí, mang thô ng tin truyề n đ ế n tai. Khi biế n thà nh tí n hiệ u đ iệ n (đ iệ n á p hay dò ng đ iệ n) thì giá trị củ a nó là mộ t hà m theo thờ i gian.

- Tí n hiệ u hì nh ả nh tĩ nh hai chiề u đ ư ợ c đ ặ c trư ng bở i mộ t hà m cư ờ ng đ ộ sá ng củ a hai biế n khô ng gian. Khi biế n thà nh tí n hiệ u đ iệ n, nó là hà m mộ t biế n thờ i gian.

Đ ể thuậ n tiệ n, ta qui ư ớ c (khô ng vì thế mà là m mấ t tí nh tổ ng quá t) tí n hiệ u là mộ thà m củ a mộ t biế n đ ộ c lậ p và biế n nà y là thờ i gian (mặ c dù có khi khô ng phả i như vậ y, chẳ ng hạ n như sự biế n đ ổ i củ a á p suấ t theo đ ộ cao).

Giá trị củ a hà m tư ơ ng ứ ng vớ i mộ t giá trị củ a biế n đ ư ợ c gọ i là biê n đ ộ (amplitude) củ a tí n hiệ u. Ta thấ y rằ ng, thuậ t ngữ biê n đ ộ ở đ â y khô ng phả i là giá trị cự c đ ạ i mà tí n hiệ u có thể đ ạ t đ ư ợ c.

2. PHÂ N LOẠ I TÍ N HIỆ U:

Tí n hiệ u đ ư ợ c phâ n loạ i dự a và o nhiề u cơ sở khá c nhau và tư ơ ng ứ ng có cá c cá ch phâ n loạ i khá c nhau. Ở đ â y, ta dự a và o sự liê n tụ c hay rờ i rạ c củ a thờ i gian và biê n đ ộ đ ể phâ n loạ i. Có 4 loạ i tí n hiệ u như sau:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒