Bài giảng Xử lý số tín hiệu: Giới thiệu môn học - TS. Chế Viết Nhật Anh

9/3/2012

XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU
Digital Signal Processing

1

Giới thiệu môn học (1)
o Tín hiệu: Là một biến bất kỳ mang thông tin (hữu
ích, vô ích). Tín hiệu là một đại lượng vật lý biến
thiên theo thời gian, theo không gian, theo một
hoặc nhiều biến độc lập khác.
•
•
•
•
•
•

Tín hiệu tiếng nói, thoại, radio,…
Tín hiệu y sinh học (điện tim (ECG), não (EEG),…)
Âm thanh, âm nhạc,…
Video, hình ảnh,...
Tín hiệu radar,…
=
2
+ ,
, = 2+
− 2

2

1
CuuDuongThanCong.com

/>

9/3/2012

Giới thiệu môn học (2)

o Xử lý số tín hiệu (DSP) là sử dụng các bộ xử lý số
để phân tích, sửa đổi, hoặc trích xuất thông tin từ
các tín hiệu.

3

Giới thiệu môn học (3)
Hệ thống ASP

Hệ thống DSP

4

2
CuuDuongThanCong.com

/>

9/3/2012

Giới thiệu môn học (4)
o Ưu điểm:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Đảm bảo độ chính xác.
Khả năng lập trình được.
Khả năng ổn định.
Khả năng lặp lại.
Hiện thực dễ dàng các giải thuật thích nghi.
Khả năng hiện thực các mã sửa sai.
Khả năng truyền dẫn và lưu trữ dữ liệu.
Khả năng nén dữ liệu.
Khả năng thực hiện các chức năng đặc biệt.
...
5

Giới thiệu môn học (5)
o Nhược điểm:
• Tốc độ và chi phí (Thiết kế DSP và phần cứng có thể tốn
kém, đặc biệt là với các tín hiệu băng thông cao).
• Vấn đề chiều dài bit của bộ xử lý.

• ...

6

3
CuuDuongThanCong.com

/>

9/3/2012

Giới thiệu môn học (6)
o Ứng dụng:
Application area
Key operations

DSP algorithm
Convolution, correlation, filtering, finite discrete
transforms, modulation, spectral analysis, adaptive
filtering,…

Audio processing

Compression & decompression, equalization, mixing &
editing, artificial reverberation, sound synthesis, stereo &
surround sound, & noise cancelation,…

Speech processing

Speech synthesis, compression and decompression, speech

recognition, speaker identification, and speech enhancement

Image & video
processing

Image compression & decompression, image enhancement,
geometric transformations, feature extraction, video coding,
motion detection, & tomographic image reconstruction,…

Biomedical

Patient monitoring, scanners, EEG brain mappers, ECG
analysis, X-ray storage and enhancement,…
7

Giới thiệu môn học (7)
o Ứng dụng:
Application area

DSP algorithm

Modulation & demodulation, error detection & correction
Telecommunications
coding, encryption and decryption, acoustic echo
(transmission of
cancelation, multipath equalization, computer networks,
audio, video, & data)
radio & television, & cellular telephony,…
Computer systems
Military systems

Instrumentation &
control

Sound & video processing, disk control, printer control,
modems, internet phone, radio, & television,…
Guidance and navigation, beamforming, radar and sonar
processing, hyperspectral image processing, and software
Radio,…
Spectrum analysis, position and rate control,
noise reduction, data compression,...

Space

Photograph enhancement, data compression, intelligent
sensory analysis by remote space probes,...

...

…
8

4
CuuDuongThanCong.com

/>

9/3/2012

Giới thiệu môn học (8)
o MMH: 405109, Nhóm: A08, ĐVHT: 2 (45 tiết).

o Lớp DD10LT08, Thứ 4, tiết 10 – 12, Phòng 215B1.
o CBGD: TS. Chế Viết Nhật Anh
BMVT, Phòng 114 B3, Trường ĐHBK Tp. HCM
Thời gian: Thứ 2 (8 -11h), Thứ 5 (13 - 16h).
@: nhat-anh.che@{hcmut.edu.vn, hotmail.com}

o Đánh giá:
Hình thức

Tỉ lệ

Ghi chú

Kiểm tra viết giữa kỳ (45’, 60’??)

30%

Kiểm tra viết cuối kỳ (90’, 100’??)

60%

Không sử dụng
tài liệu

Bài tập, tiểu luận,…

10%

Gửi trực tiếp
qua email,…

9

10

5
CuuDuongThanCong.com

/>

9/3/2012

Giới thiệu môn học (9)
o Tài liệu tham khảo:
1. Lê Tiến Thường, Xử lý số tín hiệu & Wavelets, NXB ĐHQG
Tp. HCM.
2. J. G. Proakis and D. G. Manolakis, Digital Signal Processing:
Principles, Algorithms and Applications, 3rd Ed, Prentice
Hall, 1995.
3. S. J. Orfanidis, Introduction to Signal Processing, Prentice
Hall, 2010.
4. V. K. Ingle and J. G. Proakis, Digital Signal Processing Using
Matlab V.4: A Bookware Companion Problems Book, PWS
Pub. Co., 1996.
5. A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, and J. R. Buck, DiscreteTime Signal Processing, 2nd Ed., Upper Saddle River, NJ:
Prentice Hall, 1999.
6. D. G. Manolakis and V. K. Ingle, Applied Digital Signal
Processing: Theory and Practice, Prentice Hall, 2010.
11

Giới thiệu môn học (10)

o Nội dung khái quát:
Nội dung

Stt
1

Giới thiệu về bộ xử lý số tín hiệu.

2

Lấy mẫu và khôi phục tín hiệu.

3

Lượng tử hóa.

4

Các hệ thống thời gian rời rạc.

5

Bộ lọc đáp ứng xung hữu hạn (FIR) và tính chập.

6

Biến đổi Z

7

Các hàm truyền.

8

Giải thuật FFT.

9

Thực hiện các bộ lọc số.

10

Thiết kế bộ lọc số FIR, IIR

???
Kiểm tra
giữa kì

12

6
CuuDuongThanCong.com

/>

9/3/2012

Giới thiệu môn học (11)
o Nội dung chi tiết (dự kiến):
Tuần

Nội dung

34

Giới thiệu về DSP. Nhắc lại một số lý thuyết cơ bản của
tín hiệu tương tự. Lý thuyết lấy mẫu. Lấy mẫu các tín
hiệu sine.

35

Phổ của các tín hiệu lấy mẫu. Khôi phục tín hiệu tương
tự. Các thành phần cơ bản của một hệ thống DSP. Bài
tập.

36

Quá trình lượng tử hóa. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu.
Bộ chuyển đổi D/A. Bộ chuyển đổi A/D.

37

Dither số và tương tự. Bài tập. Quy tắc vào/ra. Tuyến
tính và bất biến.

38

Đáp ứng xung. Bộ lọc FIR và IIR. Tính nhân quả và ổn
định. Bài tập.

39

Bộ lọc đáp ứng xung hữu hạn và tính chập: Phương
pháp xử lý khối.
13

Giới thiệu môn học (12)
o Nội dung chi tiết (dự kiến):
Tuần

Nội dung

40

Bộ lọc đáp ứng xung hữu hạn và tính chập: Phương
pháp xử lý mẫu. Bài tập. Ôn tập kiểm tra giữ kỳ.

41,42

KIỂM TRA GIỮA KỲ

43

Biến đổi Z: Những tính chất cơ bản. Miền hội tụ. Nhân
quả và sự ổn định. Phổ tần số.

44

Biến đổi Z ngược. Bài tập.

45

Đáp ứng xung. Bộ lọc FIR và IIR. Tính nhân quả và ổn
định. Bài tập.

46

Bộ lọc đáp ứng xung hữu hạn và tính chập: Phương
pháp xử lý khối.

47

Các hàm truyền. Đáp ứng sinusoidal. Thiết kế
cực/zeros.

???

14

7
CuuDuongThanCong.com

/>

9/3/2012

Giới thiệu môn học (13)
o Nội dung chi tiết (dự kiến):
Tuần

Nội dung

48

Thực hiện mạch lọc số: Dạng cascade. Dạng Canonical.
Cascade sang Canonical, Bài tập.

49

Thiết kế bộ lọc số FIR, IIR. Bài tập. Ôn tập.

50

Dự trữ: Ôn tập ???

51,
52,1

KIỂM TRA CUỐI KỲ

15

Giới thiệu môn học (14)
o Các kỹ năng đạt được sau khi học:
• Hiểu được tầm quan trọng của xử lý số tín hiệu trong các
lĩnh vực máy tính, viễn thông, công nghệ đa phương tiện
truyền thông và các khu vực khác của khoa học máy tính
và kỹ thuật điện / điện.
• Hiểu các khái niệm cơ bản như lấy mẫu, lượng tử hóa,
tuyến tính, thời gian bất biến, đáp ứng xung, đáp ứng tần

số, biến đổi Z, hàm truyền, biến đổi Fourier thời gian rời
rạc (DTFT), tính chập, biến đổi Fourrier rời rạc (DFT),
biến đổi Fourrier nhanh (DFT) và các ứng dụng của nó.
• Nắm vững các phương pháp thiết kế bộ lọc số FIR và
IIR.
16

8
CuuDuongThanCong.com

/>

9/3/2012

Giới thiệu môn học (15)
o Chú ý:
o Tài liệu, thông tin môn học (thông báo, bài tập, tiểu luận,
điểm,…): Bkel, website cá nhân, email chung
(),…
o Gửi email không có nội dung với phần subject có cú
pháp sau “DD10LT08” trước ngày 26/08/12 tới địa chỉ:


17

CÂU HỎI ???

18

9

CuuDuongThanCong.com

/>

9/3/2012

19

10
CuuDuongThanCong.com

/>