Processamento Digital de Sinais

Alunos: João Guilherme MortatiRodrigo Fernandes de Mello

Tópicos

ConceitosProcessamento Digital de SinaisSoftwares de DSPDesempenho de ExecuçãoProcessador Digital de Sinais

Conceitos

Definição: compreende todo o processo matemático, os algoritmos e as técnicas utilizadas para manipular os sinais depois que eles tenham sido convertidos para a forma digital.

Surgiu anos 60 e 70 (sistemas críticos)Maior uso nos anos 80 e 90

Conceitos

Telecomunicações Multiplexação Compressão Controle de eco

Processamento de Aúdio Geração de discurso Reconhecimento de discurso

Conceitos

Localização do Eco Radares Sonares (passivos e ativos) Reflexão sísmica

Processamento de Imagens (sinais no tempo x espaço) Área médica Área espacial Área comercial

Conceitos

AD DAProcessamento

TratamentoEstatístico

Aplicação de Técnicas (Fourier, Wavelets, Windowing etc)

SÉRIE DE FOURIER

Série de Fourier

L

nn

L

nn

dxL

xnxf

Lab

dxL

xnxf

Lba

0

0

cos)(2

,0

sen)(2

,0

Transformadas

Algumas transformadas Transformada de Fourier

Vantagens Altas e Baixas Freqüências

sencos je j

dwewFxf jwx)()(

TRANSFORMADA DE FOURIER

A

X

f(x)

0

1/X 3/X 4/X0

AX

2/X3/X4/X 2/X1/X

F(w)

TRANSFORMADA DE FOURIER

Transformada inversa de Fourier

dwewFxf jwx)()(

TRANSFORMADA DE FOURIER

Transformada de Fourier sem deslocamento

TRANSFORMADA DE FOURIER

Transformada de Fourier com deslocamento

AMOSTRAGEM

TEOREMA DE WHITTAKER-SHANNON

Wx

2

1

AMOSTRAGEM

x

f(x)

-W

F(u)

W u

AMOSTRAGEM

s(x)

x

........

X0 1/X

S(u)

-1/X u

........

AMOSTRAGEM

x

s(x)f(x)

X

0-1/X

-1/2X -W

F(u)S(u)

1/X

1/2X W

u

AMOSTRAGEM

x

f(x)

X

-1/X -W

F(u)S(u)

1/XW u

AMOSTRAGEM

x

f(x)

-W

F(u)

W u

FILTROS

Filtros ideais Passa Baixas

Passa Altas

0

0

),(0

),(1),(

DvuDse

DvuDsevuH

0

0

),(1

),(0),(

DvuDse

DvuDsevuH

2/122 )(),( vuvuD

FILTROS

Filtros Ideais Passa Baixas

FILTROS

Filtros Ideais Passa Altas

FILTROS

FILTRO PASSA BAIXAS Figura Original Figura

Filtrada

FILTROS

FILTRO PASSA BAIXAS (Raio 24)

FILTROS

Filtro Passa AltasFigura Original Figura

Filtrada

FILTROS

Filtro Passa Altas (Raio 8)

Softwares de DSP

Números Computacionais Ponto Fixo

Número de bitspequeno

•Unsigned Integer•offset bynary•signed•complemento de dois

Softwares de DSP

Números Computacionais Ponto Flutuante

Mantissa

Expoente

v = (-1)S x M x 2E-

127

Softwares de DSP

Números Computacionais Precisão Numérica

Problemas de arredondamentoFormatos de armazenamento

Desempenho de Execução

Linguagens Assembly Alto nível (C) Pacotes de Bibliotecas

Desempenho x PortabilidadeDesempenho x Facilidade de Uso

Desempenho de Execução

Hardware Cache Co-processadores (ponto fixo e

flutuante) RISC Arquiteturas Híbridas CISC/RISC

Harvard e SHARCPipeline e superscalar

Von Neumann

Harvard

SHARC

Processador Digital de Sinais

Duas linhas de processadores Manipulação de dados Cálculos matemáticos

Determinismo da Execução (Timer Clock)

Uso de buffer circularBenchmarks: MIPS, MFLOPS etc

Processador Digital de Sinais

Mercado core processador board level

Início da Família C64x

Conclusão

Uso para SinaisAlta performance em cálculosAumento do usoAplicações áreas relacionadas a

tempo real (determinismo)