Міністерство Освіти і Науки України
Національний Університет “Львівська Політехніка”
Кафедра ЕОМ
ЦИФРОВЕ ОПРАЦЮВАННЯ СИГНАЛІВ ТА ЗОБРАЖЕНЬ:
АЛГОРИТМИ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ
Навчальний посібник
до лекційного курсу
з дисципліни “Проектування комп’ютерних засобів обробки сигналів та зображень” для студентів спеціальностей
7.091501 і 8.091501 "Комп'ютерні системи та мережі"
7.091503 і 8.091503 “Спеціалізовані комп'ютерні системи“
Львів – 2008
Цифрове опрацювання сигналів та зображень: Алгоритми та реалізація. Навчальний посібник до лекційного курсу з дисципліни “Проектування комп’ютерних засобів ообробки сигналів та зображень” для студентів спеціальностей 7.091501 і 8.091501 "Комп'ютерні системи та мережі", 7.091503 і 8.091503 “Спеціалізовані комп'ютерні системи“ / Укладачі: Р. Попович, Є. Ваврук – Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2008, 147 с.
Укладачі: Є. Ваврук, к.т.н., доцент
Р. Попович, к.т.н., доцент
Відповідальний за випуск: Мельник А. О., професор, завідувач кафедри
Рецензенти: Ткаченко Р.О., д. т. н, професор
Голембо В.А. В.В., к. т. н, доцент
Анотація
Даний навчальний посібник укладений відповідно до навчальної програми з дисципліни "Проектування комп’ютерних засобів обробки сигналів та зображень". В ньому розглянуті основні питання проектування алгоритмічних, програмних та апаратних засобів опрацювання сигналів та зображень, вивчення яких допоможе студентам спеціальностей 7.091501 і 8.091501 /"Комп'ютерні системи та мережі"/ та 7.091503 і 8.091503 /"Спеціалізовані комп'ютерні системи"/ здобути початкові практичні навички у оптимальному виборі алгоритмів, їх програмній та апаратній реалізації.
ЗМІСТ
Вступ
5
1. Особливості задач і алгоритмів цифрового опрацювання сигналів та зображень
7
2. Алгоритми швидкого перетворення Фур’є та їх програмна реалізація
13
3. Організація DSP- процесорів для задач опрацювання сигналів та зображень
26
4: Інтерфейси DSP-процесорів
30
5. Проектування процесора ШПФ на ПОС
38
6: Проектування засобів опрацювання сигналів та зображень на ПЛІС
53
7. Реалізація алгоритмів опрацювання сигналів та зображень на нейропроцесорах
62
8. Стиск нерухомих зображень з використанням перетворень різного типу дискретних косинусних перетворень
71
9. Опрацювання мовних сигналів
95
10. Використання вікон для опрацювання сигналів
122
11. Діагностика і контроль процесорів і систем опрацювання сигналів та зображень
135
Висновки
145
Література
146
ВСТУП
В останні роки цифрове опрацювання сигналів та зображень (ЦОСЗ) суттєво впливає на такі ключові технологічні галузі, як телекомунікації, цифрове телебачення і засоби інформації, біомедицина і цифровий звукозапис. Сьогодні ЦОСЗ є основою багатьох новітніх видів цифрових розробок і різних застосувань в інформаційному середовищі (наприклад. цифровий мобільний зв'язок, цифрові відеокамери, телебачення і системи звукозапису). Поряд з тим ЦОСЗ ширше впроваджується і в класичні галузі застосування (радіолокація, геофізика, опрацювання мовних сигналів, сейсмологія, системи зв'язку і передачі даних, медична і технічна діагностика, системи керування). Такому широкому застосуванню сприяли успіхи в розробці швидких алгоритмів і методів ЦОСЗ (наприклад, хвилькові перетворення), досягнення в технології конструювання інтегральних схем (архітектура нових процесорів ЦОСЗ, програмовані логічні інтегральні схеми – ПЛІС, системи на кристалі), використання програмних пакетів (MATLAB, база програм на мові С).
Суть ЦОСЗ як області науки пролягає у розв'язку на обчислювальній машині чотирьох основних задач:
- представлення сигналів та зображень в зручній для сприйняття формі;
- виділення із сигналів та зображень корисної інформації;
- внесення в сигнали та зображення корисної інформації;
- формування сигналів та зображень із заданими параметрами.
Основні переваги ЦОСЗ полягають в: можливості реалізації складних методів та алгоритмів опрацювання сигналів та зображень, недоступних для аналогових пр...
