Галузі застосування комп’ютерних систем цифрової обробки сигналів

 

Успіхи в теорії ЦОС, інтенсивний розвиток НВІС-технології забезпечили створення високопродуктивних малогабаритних комп’ютерних систем ЦОС, які істотно розширили галузі застосування технологій ЦОС Перелік основних областей застосування засобів ЦОС, задачі та алгоритми, що використовуються для їх розв’язання, наведений в табл. 1.1. [1-10].

 

Табл. 1.1 Галузі застосування засобів ЦОС

№ п/п	Галузі застосування ЦОС та розвязуванні задачі	Алгоритми і операції обробки
	Радіолокація: · контроль повітряного простору; · синтез радіозображень пролітаючих об’єктів; · класифікація об’єктів за їх радіозображенням.	· згортка; · ШПФ; · Перемноження елементів векторів; · Додавання елементів векторів; · Перетворення координат декартова-полярна; · обчислення тригонометричних функцій; · пошук максимумів; · операції над матрицями; · табличне перетворення відліків зображення; · сортування; · отримання квадратного кореня; · піднесення до квадрату; · статистична обробка.
		Гідроакустика: · картографірування і профілювання дна; · пошук корисних копалин; · контроль водного простору; · підводна сейсмологія; · гідронавігація по радіомаякам.	· згортка; · ШПФ; · перемноження елементів векторів; · додавання елементів векторів; · перетворення координат декартова-полярна; · розрахунок нормованих коефіцієнтів кореляції; · нормування; · операції над матрицями; · обчислення тригонометричних функцій; · піднесення до квадрату; · отримання квадратного кореня.
		Зв’язок: · підвищення надійності, пропускної здатності, скритності; · виділення символів, згортка символьних послідовностей; · скорочення надлишковості; · підвищення завадостійкості; · управління рухом автомобілів, кораблів, літаків.	· операції над матрицями; · логічні операції; · згортка; · ШПФ; · повороти координат; · перетворення координат декартова-полярна; · піднесення до квадрату; · отримання квадратного кореня; · обчислення тригонометричних функцій.
		Геофізика: · пошук нафтоносних (водоносних) шарів.	· згортка; · ШПФ; · обчислення тригонометричних функцій; · ділення; · отримання квадратного кореня; · піднесення до квадрату; · логарифмування; · потенціонування.
		Біомедицина: · візуалізація органів; · діагностика.	· згортка; · ШПФ; · операції над матрицями; · поліноміальні розклади координат; · інтерполяція даних.

 

Основними галузями використання технологій ЦОС є радіолокація (контроль повітряного простору, синтез радіозображень пролітаючих об’єктів, класифікація об’єктів за їх радіозображенням), гідроакустика (визначення шумових паспортів кораблів, підводна сейсмологія), зв'язок (підвищення надійності, пропускної здатності, скритності, підвищення завадостійкості), геофізика (пошук нафтоносних (водоносних) шарів), біомедицина (візуалізація органів, діагностика, покращення якості і розпізнавання зображень), контроль оточуючого середовища (льодова обстановка, стан атмосфери і рослинності, метрологія), радіоастрономія (дослідження планет і випромінювання сонця) та ядерна фізика (покращення якості і розпізнавання зображень).

Цифрова фільтрація

 

Цифрова фільтрація – процедура, що використовується для приглушення завад зі спектром, що не перетинається зі спектром сигналу. Фільтрація є загальним випадком лінійного перетворення [1]. Вона дозволяє виділити в чистому вигляді функцію, що лежить в основі спостережуваного явища.

Цифрова система, яка використовується для фільтрації цифрових сигналів називається цифровим фільтром. Такі фільтри можуть реалізовуватися програмним або апаратним шляхом. Цифрові фільтри в порівнянні з аналоговими мають такі переваги:

· висока точність, передатна функція не залежить від дрейфа характеристик елементів;

· гнучкість налаштування та легкість зміни;

· компактність – аналоговий фільтр на дуже низьку частоту вимагає конденсаторів великої ємності або індуктивності.

Недоліки цифрових фільтрів у порівнянні з аналоговими такі:

· складність роботи з високочастотними сигналами;

· трудність забезпечення роботи у реальному часі.