Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 5. Komprimering (överkurs) Hur kan man lagra en signal i en ljudfil på dator, mobiltelefon eller CD-skiva?

Relevanta dokument
Signal- och bildbehandling TSBB14

FÖRELÄSNING 13: Tidsdiskreta system. Kausalitet. Stabilitet. Egenskaper hos ett linjärt, tidsinvariant system (LTI)

Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 1 Introduktion. Signaler och System. Exempel på signaler som funktion av tid en produkt mobiltelefoner

Signal- och bildbehandling TSBB14

Signal- och Bildbehandling, TSBB14. Laboration 2: Sampling och rekonstruktion. DFT.

Signal- och bildbehandling TSBB14

Föreläsning 19: Fria svängningar I

Demodulering av digitalt modulerade signaler

TSBB31 Medicinska bilder Föreläsning 1

Signal- och bildbehandling TSBB03

SIGNALER TILLÄMPAD FYSIK OCH ELEKTRONIK, UMEÅ UNIVERSITET 1

Om antal anpassningsbara parametrar i Murry Salbys ekvation

LINJÄRA DIFFERENTIALEKVATIONER AV FÖRSTA ORDNINGEN

Laboration D158. Sekvenskretsar. Namn: Datum: Kurs:

Liten formelsamling Speciella funktioner. Faltning. Institutionen för matematik KTH För Kursen 5B1209/5B1215:2. Språngfunktionen (Heavisides funktion)

Signal- och bildbehandling TSBB03

Skattning av respirationshastighet (R) och syreöverföring (K LA ) i en aktivslamprocess Projektförslag

Laboration 3: Växelström och komponenter

Lösningar till Matematisk analys IV,

Signal- och bildbehandling TSBB03

Hambley avsnitt På föreläsningen behandlas även transkonduktans-, transresistans- och strömförstärkaren, se förra veckans anteckningar.

in t ) t -V m ( ) in - Vm

Reglerteknik AK, FRT010

TENTAMENSSKRIVNING ENDIMENSIONELL ANALYS DELKURS B2/A , arctan x x 2 +1

7 Olika faltningkärnor. Omsampling. 2D Sampling.

Signal- och bildbehandling TSBB03 och TSEA70

Signal- och bildbehandling TSBB14

Kapitel 2 o 3. Att skicka signaler på en länk. (Maria Kihl)

Mät upp- och urladdning av kondensatorer

Signal- och Bildbehandling, TSBB14. Laboration 2: Sampling och Tidsdiskreta signaler

1. Geometriskt om grafer

DIGITALTEKNIK. Laboration D171. Grindar och vippor

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Att sända information mellan datorer. Information och binärdata

2 Laboration 2. Positionsmätning

Laborationstillfälle 4 Numerisk lösning av ODE

Spektrala Transformer

Signal- och bildbehandling TSEA70

a) Beräkna arean av triangeln ABC då A= ( 3,2,2), B=(4,3,3) och C=( 5,4,3).

F5: Digital hårdvara. Digitala signaler. Fördelar med digitala system. Digital kontra Analog

Bandpassfilter inte så tydligt, skriv istället:

Funktionen som inte är en funktion

Kursens innehåll. Ekonomin på kort sikt: IS-LM modellen. Varumarknaden, penningmarknaden

Audio & Videoteknik 2D2021, 2D1518

= (x, y) : x 2 +y 2 4, x 0, y (4r2 +1) 3 2

9. Diskreta fouriertransformen (DFT)

Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 4. Multiplikationsteoremet. Derivatateoremet

Resttentamen i Signaler och System Måndagen den 11.januari 2010, kl 14-19

Datorlaborationer i matematiska metoder E2, fk, del B (TMA980), ht05

FAQ. frequently asked questions

KURVOR OCH PÅ PARAMETERFORM KURVOR I R 3. P(t)=(x(t),y(t),z(t)) T=(x (t),y (t),z (t)) r(t)=(x(t),y(t),z(t))

Signal- och bildbehandling TSBB14

Lite grundläggande läkemedelskinetik

Informationsteknologi

{ } = F(s). Efter lång tid blir hastigheten lika med mg. SVAR: Föremålets hastighet efter lång tid är mg. Modul 2. y 1

Spektrala Transformer

5. Tillståndsåterkoppling

Föreläsning 8. Kap 7,1 7,2

Laplacetransformen. Från F till L. Den odiskutabla populäriteten hos Fourierintegralen. f HtL - w t t, w œ R (1)

A/D D/A omvandling. Lars Wallman. Lunds Universitet / LTH / Institutionen för Mätteknik och Industriell Elektroteknik

Differentialekvationssystem

System, Insignal & Utsignal

Kap 7 Fouriertransformanalys av tidskontinuerliga signaler 1

System, Insignal & Utsignal

Betalningsbalansen. Fjärde kvartalet 2012

Diverse 2(26) Laborationer 4(26)

Tunga lyft och lite skäll för den som fixar felen

3 Rörelse och krafter 1

Vi utvecklar för framtiden. Information [EVENTYTA]

Signal- och bildbehandling TSBB14

Från kap. 25: Man får alltid ett spänningsfall i strömmens riktning i ett motstånd.

Grundläggande ljud- och musikteori

Konsumtion, försiktighetssparande och arbetslöshetsrisker

Signal- och bildbehandling TSEA70

Laboration D182. ELEKTRONIK Digitalteknik. Sekvenskretsar. UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Digitalteknik Ola Ågren v 4.

Genom att uttrycka y-koordinaten i x ser vi att kurvan är funktionsgrafen till y = x 2. Lektion 2, Flervariabelanalys den 19 januari 2000

Signal- och bildbehandling TSEA70

Faltningsreverb i realtidsimplementering

Ordinära differentialekvationer,

Signaler, information & bilder, föreläsning 14

m Animering m Bilder m Grafik m Diskret representation -> kontinuerlig m En interpolerande funktion anvšnds fšr att

bättre säljprognoser med hjälp av matematiska prognosmodeller!

Exempelsamling Grundläggande systemmodeller. Klas Nordberg Computer Vision Laboratory Department of Electrical Engineering Linköping University

TSBB16 Datorövning A Samplade signaler Faltning

Bygget är det roligaste vi gjort

DIGITALA FILTER. Tillämpad Fysik Och Elektronik 1. Frekvensfunktioner FREKVENSSVAR FÖR ETT TIDSDISKRET SYSTEM. x(n)= Asin(Ωn)

Glada barnröster kan bli för höga

TSKS21 Signaler, Information och Bilder Lab 2: Digitalisering

Tjänsteprisindex för detektiv- och bevakningstjänster; säkerhetstjänster

Välkommen till. och. hedersvåld försvara ungdomarnas rättigheter. agera mot. Illustration: juno blom

3D vattenanimering Joakim Julin Department of Computer Science Åbo Akademi University, FIN Åbo, Finland

Tentamensskrivning i Matematik IV, 5B1210.

INT 3 F4. Bildkomprimering. Run Length Encoding. Medieteknik Del2. Komprimering, ljud och rörliga bilder. Olika algoritmer för bildkomprimering:

DT1130 Spektrala transformer Tentamen

FÖRELÄSNING 13: Analoga o p. 1 Digitala filter. Kausalitet. Stabilitet. Ex) på användning av analoga p. 2 filter = tidskontinuerliga filter

Analys och modellering av ljusbåglängdsregleringen i pulsad MIG/MAG-svetsning

Tjänsteprisindex för varulagring och magasinering

Truckar och trafik farligt för förare

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 7. En bild är en 2D signal. För en digital bild gäller. Fig. 2.1

Transkript:

Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 5 Koninuerlig signal <=> diskre signal Sampling Rekonsrukion Fönsring eori: Kap. 1.6, 1.7, 1.8, bara här Maria Magnusson, Daorseende, Ins. för Sysemeknik, Linköpings Universie p. 1 Koninuerlig signal=>diskre signal =>koninuerlig signal (prakik) Ex) mikrofonsignal Ex) kan lagras på CD-skiva eller i MP3-fil Ex) signal ill högalare Koninuerlig, analog signal: Efer sampling ill idsdiskre signal: Efer omvandling ill digial signal: Efer uppsampling: Efer D/A-(digial/ analog)omvandling: Efer LP-filer: rekonsrukion A/D-omvandling 1000 0100 0000 p. 2 n n n Hur kan man lagra en signal i en ljudfil på daor, mobilelefon eller CD-skiva? p. 3 Komprimering (överkurs) p. 4 1100 1000 0100 0000 A/D-omvandling: Omvandling från koninuerlig, analog signal ill diskre, digial signal. 1011 1000 0101 1000 0010 0100 0110 0100 0011 Dea lagras i ljudfilen n De digiala sampel-värdena (se förra sliden) komprimeras ofa ill MP3-forma innan de lagras på ljudfilen. Dea görs för a ljudfilen ska a mindre plas. Vid uppspelning av ljude måse de förs packas upp. Efersom komprimeringen normal se är någo försörande kan dea ine göras perfek.

p. 5 p. 6 Impulsåge, III( ) vå olika samplingsmodeller 1 III δ n 1 III f 1 δ fk 1 1 f Muliplikaion med impulsåge g 1 III s Avkänning med konak g g n g n n n,1,0,1, ekv. 1.26 ekv. 1.27 Fig. 1.14 vå olika samplingsmodeller p. 7 g Fig. 1.15 Varför 2 olika samplingsmodeller? s och g n är mycke lika p. 8 s g 1 III ekv. 1.27 s g n δ n, för n ekv. 1.59 s är bra för försåelsen och a räkna med g n g n g n är mer "verklig", δpulser går ej a mäa

Koninuerlig signal=>diskre signal =>koninuerlig signal (eori) Koninuerlig signal: Efer sampling: Efer rekonsrukion: När vi eoreisk analyserar omvandling mellan koninuerlig signal och samplad signal är de fördelakig a 1) Beraka sampelpunkerna som vikade diracpulser isälle för diskrea sampel. 2) Ignorera A/D-omvandlingen. 3) Slå ihop de re prakiska segen i rekonsrukionen ill e eoreisk seg. p. 9 Några vikiga samband som vi behöver idag Falning med förskjuen dirac-puls x δ a x a Falningseoreme F x y X f Y f Muliplikaionseoreme F x y X f Y f p. 10 Falning med dirac-puls Falning med förskjuen dirac-puls flyar funkionen ill dirac-pulsens läge δ a x x a 1.42 p. 11 Fig. 1.13 Falning med en förskjuen dirac-impuls, bevis x h x λ h λ dλ x δ a x λ δ λa dλ x a δ λa dλ x a δ λa dλ enlig definiionen x a p. 12

Exra vikig! Sampling 1 p. 13 1 f samplingsfrekvens Sampling 2 => samplingseoreme p. 14 1 f samplingsfrekvens Fig. 1.16 Fig. 1.17 A A Vikningsdisorsion! Ej vikningsdisorsion! Rekonsrukion p. 15 1 f samplingsfrekvens Samplingseoreme Exra vikig! p. 16 sinc Π f g s sinc G f S f Π f G(f) åersälls perfek u S(f)! Fig. 1.17 A Se kompendie vid ekvaion (1.61): : Lå signalen g() samplas ill s(). Om samplingsfrekvensen f s =1/ är sörre än 2 gånger g():s maximala frekvens W, dvs 1 2W så kan g() rekonsrueras fullsändig i varje punk av -axeln med hjälp av s(). W Kallas också Nyquis sampling heorem (efer Harry Nyquis, 1889-1976, född i Värmland)

Samplingseoreme i prakiken p. 17 Rekonsrukion, prakiska problem p. 18 Vilka frekvenser kan man höra? 20 Hz 20 khz Vad är samplingsfrekvensen på en CD-skiva och vanligen på en MP3-fil? 44.1 khz Räcker de? Ja! 44.1 khz > 2 20 khz Sincen är oändlig lång och går ej a använda i prakiken. Man kan ex använda en runkerad sinc isälle (görs på lab2), men rekonsrukionen blir då approximaiv. Man kan också använda en riangel-funkion = linjär inerpolaion (görs på lab2), men rekonsrukionen blir också då approximaiv. Man kan också sampla upp diskre med en näsan perfek sinc, och därefer göra D/A-omvandling och LP-filrering enlig en idigare slide. Ideal rekonsrukion med sinc * = s g 1 III sinc / g s sinc / p. 19 Approximaiv rekonsrukion med riangel-funkionen * = s g 1 III Λ / g s Λ / 1/, 0 1/, 0 0, annars Falning med ( ) är ekvivalen med linjär inerpolaion! p. 20

Ex) Falning med ( ) är ekvivalen med linjär inerpolaion! p. 21 Fönsring av cosinus p. 22 Fig. 1.18 Π N Nsinc Nf Vi önskar en smal huvudlob och små sidolober! p. 23 Rekangelfönser Svärdsröm: Fig. 5.10 Hanningfönser Svärdsröm: Fig. 5.12 p. 24 kursiv

p. 25 Hammingfönser Svärdsröm: Fig. 5.13 kursiv Slusaser om fönsring p. 26 Se idigare figurer och observera: Sidolober uppsår vid fönsring, kallas läckning. Ju sörre fönserbredd, ju smalare huvudlob. Se idigare figurer och observera: Rekangelfönser ger smalas huvudlob och skiljer därmed vå närliggande frekvenskomponener bäs. Övriga fönser: Om en frekvenskomponen med lien ampliud ska regisreras i närvaro av sarka närliggande frekvenskomponener är de önskvär med bäre sidolobsdämpning, Välj ex Hammingfönser. Ex1) Sampling och rekonsrukion En cosinus-signal a()=cos(23) samplas med samplingsfrekvensen 7. b() erhålls. Därefer rekonsrueras signalen genom a muliplicera med H(f)=(1/7)(f/7) i fourierdomänen, (vilke är ekvivalen med falning med sinc(7) i signaldomänen). C(f) och c() erhålls. Beräkna och skissa A(f). Skissa B(f). Skissa H(f). Skissa C(f). Beräkna c(). p. 27 Ex1) Svar p. 28

Ex2) Sampling och rekonsrukion En cosinus-signal a()=cos(24) samplas med samplingsfrekvensen 7. b() erhålls. Därefer rekonsrueras signalen genom a muliplicera med H(f)=(1/7)(f/7) i fourierdomänen, (vilke är ekvivalen med falning med sinc(7) i signaldomänen). C(f) och c() erhålls. Beräkna och skissa A(f). Skissa B(f). Skissa H(f). Skissa C(f). Beräkna c(). p. 29 p. 30 Ex2) Svar