Мир цифровой обработки 8

Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров «Математическое обеспечение компьютерных наук», «Информатика и вычислительная техника», и направлено на изучение теоретических основ цифровой обработки сигналов (ЦОС). Помимо базовых разделов ЦОС, связанных с цифровым представлением сигналов, анализом и синтезом цифровых фильтров, в пособии рассматриваются вопросы многоскоростной обработки сигналов, адаптивной фильтрации, дискретного спектрального анализа. Значительное внимание уделено таким специальным разделам ЦОС, как эффективное представление сигналов (сжатие данных), теория и приложения дискретных вейвлет-преобразований. Пособие также может быть рекомендовано в качестве дополнительного учебного материала для других инженерных направлений подготовки, связанных с ЦОС (радиотехника, электроника, телекоммуникации и связь, автоматическое управление и др.). При этом базовая часть материала первых глав представляет собой основу для вводного курса (уровень бакалавриата), а в полном объеме учебное пособие ориентировано на более углубленное изучение теории ЦОС в магистратуре. 7-е издание, исправленное.

В книге рассматриваются методы и алгоритмы анализа логических корреляций в цифровых КМОП-схемах. Показаны возможности использования логических корреляций для повышения качества результатов проектирования в анализе помехоустойчивости и быстродействия схем. Книга основана на результатах, полученных в Учреждении Российской академии наук Институте проблем проектирования в микроэлектронике РАН (ИППМ РАН). Материал, изложенный в книге, является основой лекционного курса для магистров факультета ЭКТ Московского института электронной техники, обучающихся по направлению «Электроника и микроэлектроника», а также предназначен для научных работников и инженеров, специализирующихся в области методов математического моделирования САПР СБИС.

В монографии рассматриваются многомерные многоскоростные системы, которые используются для обработки ММ цифровых сигналов. Монография является первым систематическим изложением теории и методов неразделимой обработки ММ сигналов на русском языке, в ней приводится все необходимое для разработки ММ многоскоростных систем, начиная с фундаментальных результатов из теории цифровой обработки ММ сигналов, и заканчивая алгоритмами и программным/аппаратным обеспечением для ММ многоскоростных систем. Важной чертой монографии является применение математических пакетов MATLAB, MAPLE, Singular и др., а также программ, написанных на языке С, на протяжении всего изложения. Приведены результаты реализации разработанных неразделимых операторов на основе процессоров общего назначения, сигнальных процессоров фирмы Texas Instruments и графических процессоров (GPU) фирмы nVidia.

Настоящее издание является результатом значительной переработки книги «Цифровая обработка изображений» (Гонсалес и Уинтц, 1977 г. и 1978 г.; Гонсалес и Вудс, 1992 г. и 2002 г.). Одна из важнейших причин популярности книги, которая уже более 30 лет является мировым лидером в своей области – высокая степень внимания авторов к изменению образовательных потребностей читателя. Нынешнее издание базируется на самом обширном из когда-либо проводившихся исследований читательского мнения. Как и прежде, основные цели книги – служить введением в основные понятия и методы цифровой обработки изображений, а также создать основу для последующего изучения и проведения самостоятельных исследований в этой области. Все разделы сопровождаются большим количеством примеров и иллюстраций. Книга рассчитана на научных работников, профессиональных программистов, специалистов по компьютерному дизайну, студентов и преподавателей. Книга постоянно занимает первое место в рейтинге продаж Amazon.com и широко используется разработчиками и дизайнерами.

Книга посвящена теоретическим основам и практической реализации цифровых видеоинформациониых систем. Материал содержит девять частей, состоящих из 23 глав. В Части I изложены проблемы цифрового преобразования статических и динамических изображений, оцениваются объемы информации при преобразовании изображений в цифровую форму. Часть II посвящена исследованиям проблем статистической и визуальной избыточности изображений, излагаются методы эффективного энтропийного кодирования, оцениваются возможности использования визуальной избыточности статических и динамических изображений. В Части III рассматриваются непосредственное кодирование, кодирование с предсказанием и групповое кодирование изображений, методы блочного и фрактального кодирования, кратномасштабная обработка изображений. В Части IV излагаются методы повышения качества внутрикадрового кодирования статических изображений, принципы анализа движения в динамических изображениях, идеология обработки изображений при кратномасштабном анализе. Часть V посвящена анализу методов и стандартов кодирования статических и динамических изображений, рассмотрены некоторые проблемы реализации кодирующих устройств и визуализации их параметров. В Части VI анализируются основные характеристики и цифровое представление речевой и звуковой информации, приводится описание основных стандартов кодирования речи и звука. Часть VII посвящена анализу основных методов канального кодирования и модуляции цифровой информации. В Части VIII приводится описание основных стандартов цифрового ТВ-вещания. Часть IX посвящена изложению стандарте мультимедийного телерадиовещания, а также проблемам реализации систем видеоконференцсвязи на базе использования рекомендаций ITU-T. Книга адресована студентам и специалистам телекоммуникационной отрасли, работающим в области обработки и передачи видео– и звуковой информации.

В книге рассматриваются основные разновидности адаптивных фильтров и их применение в радиотехнических системах и системах связи. Дается представление о математических объектах и методах, используемых в теории адаптивной фильтрации сигналов. Рассматриваются приемы получения вычислительных процедур, сами процедуры и свойства таких алгоритмов адаптивной фильтрации, как алгоритмы Ньютона и наискорейшего спуска, алгоритмы по критерию наименьшего квадрата, рекурсивные алгоритмы по критерию наименьших квадратов и их быстрые (вычислительно эффективные) версии; рекурсивные алгоритмы по критерию наименьших квадратов для многоканальных фильтров и их версии для обработки нестационарных сигналов, а также многоканальные алгоритмы аффинных проекций. Дано описание стандартных и нестандартных приложений для моделирования адаптивных фильтров на современных языках программирования MATLAB, LabVIEW и SystemVue, а также реализаций адаптивных фильтров на современных цифровых сигнальных процессорах отечественного и зарубежного производства. Особенностью книги является изложения теоретических материалов для наиболее общего случая – адаптивных фильтров с комплексными весовыми коэффициентами, наличие разделов по многоканальным адаптивным фильтрам и алгоритмам адаптивной фильтрации нестационарных сигналов. Книга является первым систематическим изложением теории адаптивной фильтрации на русском языке. Она предназначена для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов радиотехнических и связных специальностей, изучающих и использующих на практике цифровую обработку сигналов и, в частности, адаптивную фильтрацию сигналов.

Книга содержит подробную информацию о параметрах классических оконных функций, а также сконструированных различными авторами в виде произведений, сумм и сверток различных функций или в виде отдельных участков известных окон, и их применении для анализа сигналов с использованием БПФ. Приведены результаты авторской разработки ряда новых высокоэффективных оконных функций с применением следующих алгоритмов: – минимизации спектра вне пределов заданного частотного интервала; – минимизации различий формы и спектра оконных функций; – максимизации скорости спада уровней боковых лепестков спектра оконных функций; – перемножения относительных спектров оконных функций. Особое внимание уделено анализу равноволновых окон Дольфа-Чебышева и Барсилона-Темеша, тождественно аппроксимируемых конечным числом косинусоидальных функций; с применением этих функций реализованы новые окна, обеспечивающие существенное подавление боковых лепестков. Рассмотрены принципы обработки ограниченных по спектру сигналов с использованием субполосных дискретных вейвлет-преобразований от второго до пятого порядков и формирование на их базе оконных функций. Подробно анализируются методы обработки видеоинформации с применением двухполосных и комбинированных вейвлет-преобразований, реализации на их основе кратномасштабных преобразований изображений.

Настоящая книга посвящена теоретическим проблемам и практической реализации метрологического обеспечения современных видеоинформационных систем, включая оценку параметров и качественных показателей оборудования формирования, передачи и приема видеоинформации. Данная монография является продолжением темы, рассмотренной авторами в книге «Цифровые видеоинформационные системы. Теория и практика» (ТЕХНОСФЕРА, 2012 г.). Книга состоит из 13 глав. Первая глава посвящена основным вопросам метрологического обеспечения и особенностям измерений и контроля в видеоинформационных системах. Во второй главе рассмотрены аналоговые системы формирования и передачи видеоинформации. В третьей главе анализируются параметры систем цифрового вещательного телевидения, используемых в России. В четвертой главе рассмотрены методы синтеза измерительных сигналов для оценки как аналоговых, так и цифровых систем передачи видеоинформации. Пятая глава посвящена вопросам повышения точности обработки измерительных сигналов при оценке параметров видеоинформационных систем. В шестой главе представлены классические и новые оконные функции для гармонического анализа сигналов. В седьмой главе рассмотрены основные интерфейсы, используемые в цифровых видеоинформационных системах. Восьмая глава посвящена вопросам оценки искажений в цифро-аналоговых видеоинформационных системах. В девятой и десятой главах подробно изложены методы измерений в системах цифрового вещания DVB первого и второго поколений соответственно. Одиннадцатая глава рассматривает проблемы психоакустики и методы перцептуальной оценки качества звуковых сигналов. В двенадцатой главе приведено описание параметров и метрологии отечественной системы цифрового наземного мультимедийного вещания РАВИС. Тринадцатая глава предоставляет информацию о практической реализации контроля и измерений в цифровых видеоинформационных системах. Книга адресована магистрам, инженерам и аспирантам телекоммуникационной отрасли, работающим в области разработки и эксплуатации видеоинформационных систем и сетей.