Цифровая обработка сигналов

В книге приведено описание функциональных элементов среды проектирования виртуальных приборов LabVIEW 8.20. Описание выполнения функций сопровождается примерами их использования. Для большинства Экспресс-ВП приведены окна конфигурирования с переводом их содержимого. В справочнике большое внимание уделено функциям программирования, математики, обработки сигналов, коммуникации, управления приборами и обмена данными по стандартным интерфейсам. Рассмотрены также новые элементы LabVIEW 8.20 – проект, разделяемая переменная, элементы объектно-ориентированного программирования и язык MathScript. Справочник может быть полезен широкому кругу специалистов, решающих задачи измерения, обработки или моделирования сигналов.

Данная книга представляет собой полный учебный курс по тематике машинного зрения и цифровой обработки изображений и одновременно может служить практическим пособием по построению приложений машинного зрения в среде визуального программирования LabVIEW с использованием библиотеки средств обработки и анализа изображений IMAQ Vision. Рассматриваются основные аспекты получения, хранения, обработки и анализа цифровых изображений, а также автоматического выделения и распознавания на изображениях различного рода объектов. Описываемые методы подробно иллюстрируются программами и схемами обработки, созданными в LabVIEW на базе IMAQ Vision. Приводятся многочисленные примеры практических приложений машинного и компьютерного зрения в таких областях, как автоматизация измерений и технический контроль, видеонаблюдение, биометрия, обработка документов, медицинские приложения. Книга рассчитана на научных работников, инженеров и студентов технических ВУЗов, интересующихся тематикой машинного зрения и программированием в среде LabVIEW.

Учебное пособие содержит материалы для освоения программно-аппаратных средств National Instruments по спектральному анализу, применению окон сглаживания, узлов цифровых систем связи, синтезу и анализу цифровых фильтров, программированию и тестированию сигнальных процессоров, программированию ПЛИС, виброакустическому анализу, проектированию цифровых фильтров, сопряжению LabVIEW с другими программными средствами для цифровой обработки сигналов. Пособие предназначено для студентов, магистрантов, аспирантов и специалистов, изучивших начальный курс LabVIEW.

Книга представляет собой практическое руководство по разработке систем управления, сбора и обработки данных с применением инструментальной среды проектирования LabVIEW. Материал книги ориентирован на инженеров-практиков и включает примеры решения типовых задач измерения, анализа и цифрового синтеза непрерывных и дискретных сигналов. Значительная часть материала книги посвящена разработке аппаратно-программных интерфейсов многофункциональных модулей обработки данных с внешним оборудованием. В книге также затронуты практические аспекты создания распределенных систем управления на базе последовательных интерфейсов и протоколов Интернет. Книга будет полезна инженерам-практикам и разработчикам систем управления и сбора данных, а также всем желающим усвоить практические навыки проектирования подобных систем в среде LabVIEW.

Материал книги является учебным курсом по модельному проектированию динамических систем в инструментальной среде LabVIEW. Значительная часть книги посвящена математическому моделированию физических процессов и технических систем. Приведен математический аппарат исследования подобных систем, рассмотрены методы их анализа во временной и частотной областях. Рассмотрены новые методы описания интегрирующих структур, ориентированные на аппаратную реализацию моделирующих и управляющих устройств в реальном масштабе времени. Для таких структур впервые приведены математические выражения, обеспечивающие коррекцию методической погрешности численных методов интегрирования. Излагается методика модельного проектирования управляемых систем с использованием пакетов расширения LabVIEW: Control Design and Simulation Module, Real-Time Module, MathScript RT Module, FPGA Module. Книга может быть полезна студентам соответствующих специальностей технических университетов и вузов, дипломникам и аспирантам, слушателям курсов повышения квалификации, а также инженерам-проектировщикам встраиваемых систем управления. DVD-диск прилагается только к печатному изданию книги.

Книга посвящена применению матричной системы MATLAB в радиотехнических расчетах и в моделировании радиоэлектронных устройств и систем. Описаны новейшие версии MATLAB с пакетами расширения Simulink, Signal Processing Toolbox, Filter Design Toolbox, RF Toolbox и Blockset, Wavelet Toolbox, Control Systems, SimPowerSystems и др. Также в книге рассказывается о новейших пакетах Simscape и SimElectronics моделирования электронных схем. Наряду с функциями командного режима работы описан интерактивный и визуально-ориентированный инструментарий пакетов c графическим интерфейсом пользователя GUI и математическое моделирование систем и устройств в среде Simulink. Описана интеграция MATLAB с современными цифровыми радиоизмерительными приборами и виртуальными лабораториями для управления приборами и обработки реальных осциллограмм. Для научных работников, инженеров в области обработки и фильтрации сигналов и изображений, студентов и преподавателей университетов и вузов.

Авторами разработана математическая модель прогнозирования цен акций (на периоды времени от месяца до полугода) на основе современных методов обработки сигналов и теории марковских цепей. Ее преимуществами являются большая точность прогнозирования, независимость от статистических характеристик распределения вероятностей цен акций и адаптивность, заключающаяся в накоплении новой информации и изменении параметров модели на каждом шаге в соответствии с нею. Данная модель может быть полезна экономистам и трейдерам, занимающимся математическими методами прогнозирования на финансовых рынках.

В настоящем справочнике содержатся сведения о приемниках ионизирующего излучения (счетчиках Гейгера, сцинтилляторах, детекторах альфа-, бета-, гамма- и нейтронного излучений), а также о широкой номенклатуре фоточувствительных приборов – фоторезисторов, фотодиодов, фототранзисторов, фотоприемных устройств, фотоэлементов и фотоумножителей, передающих телефонных трубок (диссекторов, суперортиконов, видиконов), электронно-оптических преобразователей, болометров, пироэлектрических приемников излучения и тепловых приемных устройств. Рассмотрено более 3200 наименований приборов. Для инженерно-технических работников, молодых специалистов, студентов вузов и радиолюбителей, занятых разработкой и эксплуатацией аппаратуры, использующей приемники и детекторы излучений.

В книге рассматриваются разнообразные аспекты применения компьютера на любительской радиостанции – для организации различных видов цифровой радиосвязи, ведения журнала радиосвязей, расчета орбит радиолюбительских искусственных спутников Земли (ИСЗ). Отдельная глава посвящена самостоятельному созданию простых в настройке и эффективных в работе конструкций модемов и других полезных для радиолюбителя аппаратов. Для широкого круга радиолюбителей.

В систематизированном виде излагаются вопросы, связанные с энергетическими затратами и полосой занимаемых частот, необходимых для передачи сообщений в современных системах цифровой радиосвязи: анализ основных информационных характеристик систем цифровой радиосвязи и получение на их основе предельных значений показателей энергетической и спектральной эффективности; основные методы модуляции, обеспечивающие достижение высоких показателей раздельно энергетической или спектральной эффективности; методы достижения компромисса между энергетической и спектральной эффективностью; турбокодирование и применение составных кодов. Достижение наивысших показателей эффективности иллюстрируется на примере современных сигнально-кодовых конструкций. Для более глубокого изучения материала изложены специальные вопросы помехоустойчивого кодирования. Для студентов технических вузов, инженеров и специалистов, работающих в области инфокоммуникационных технологий и систем связи.

Описываются базовые методы и алгоритмы цифровой обработки сигналов и средств их компьютерного моделирования в системе MATLAB. Даны основы алгоритмического языка MATLAB. Рассматриваются дискретные сигналы, линейные дискретные системы, дискретное преобразование Фурье с использованием алгоритмов БПФ, синтез и анализ КИХ– и БИХ-фильтров, в том числе с фиксированной точкой, спектральный анализ сигналов, многоскоростная обработка сигналов и адаптивная цифровая фильтрация. Технология обучения в процессе компьютерного моделирования на основе созданных авторами программ или графического интерфейса пользователя MATLAB расширяет теоретические знания и позволяет понять многие важные проблемы и аспекты практического применения методов и алгоритмов ЦОС. (Компакт-диск прилагается только к печатному изданию.)

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.

В пособии излагается взгляд автора на то, что такое информатика, ее состав, основные понятия, концепция описания ее истории и поколений средств вычислительной техники. Особое внимание уделяется хронологии создания базовых средств и технологий информатики, сведениям о лицах, внесших весомый вклад в развитие разных разделов информатики, а также ближайшим перспективам их развития. Содержатся многочисленные справочные, в частности статистические, сведения и перечень междисциплинарных проблемных вопросов, касающихся понятия информации, информатики и ее разделов. В книгу включены учебные и справочные материалы, предназначенные для изучения в рамках учебного процесса при подготовке бакалавров и магистров по направлениям «Информатика и вычислительная техника», «Прикладная математика и информатика», «Программная инженерия», «Системный анализ и управление», «Информационные системы и технологии», «Прикладная информатика» (по отраслям), «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», «Управление в технических системах», «Бизнес-информатика», «Информационная безопасность» и т.п. Пособие может быть полезно студентам, обучающимся по направлениям «Математика и компьютерные науки», «Фундаментальная информатика и информационные технологии», «Интеллектуальные системы в гуманитарной сфере», «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и т.п., многим преподавателям и аспирантам, а также всем, желающим системно познать, что такое информатика, ее концептуальные основы, структура, история и методология, этапы становления и направления развития.

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.

Предлагаемая вниманию читателя книга – третье переработанное издание всемирно известного классического учебника «Цифровая обработка сигналов», опубликованного в 1975 году. В ее основу лег развернутый курс по цифровой обработке сигналов, преподававшийся в течение ряда лет в Массачусетском технологическом институте. Учебник посвящен математическим алгоритмам, реализуемым в цифровых системах. В нем опущены сложные доказательства математических утверждений, но все приемы и методы иллюстрированы многочисленными примерами и задачами. Книга будет полезна как студентам, осваивающим предмет, так и инженерам-разработчикам и системотехникам.

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.

Учебное пособие посвящено технологии создания Simulink-моделей и моделирования динамических систем цифровой обработки сигналов (ЦОС) с использованием базовых методов и алгоритмов ЦОС. Для облегчения работы начинающих пользователей даны основы моделирования в Simulink. Подробно описана технология создания Simulink-моделей дискретных и цифровых сигналов, специфика их обработки и анализа в процессе моделирования. Рассмотрены математические модели и Simulink-модели линейных дискретных систем, систем цифровой фильтрации с КИХ– и БИХ-фильтрами различных структур, в том числе с фиксированной точкой, многоскоростных систем с полифазными структурами, а также средства вычисления дискретного преобразования Фурье на основе быстрого преобразования Фурье. Для студентов и преподавателей колледжей и вузов, инженеров-конструкторов.

В учебном пособии, состоящем из двух частей, рассматриваются схемотехника аналого-цифровых преобразователей электрических величин для систем сбора данных и схемотехника аналого-цифровых преобразователей перемещений (преобразователи линейных и угловых перемещений, построенные на различных физических принципах) для информационно-управляющих систем. Пособие может быть рекомендовано при изучении смежных дисциплин в области промышленной автоматики, робототехники, приборостроения, электротехники и радиоэлектроники. Книга может быть полезна не только студентам и аспирантам, но и специалистам, так как она соответствует современному уроню развития техники.