Giáo trình Xử lý số tín hiệu - Phần 1

9/3/2012
1
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,
• ݔ ݐ = ܣܿ݋ݏ 2ߨ݂ݐ + ߠ , ܫ ݔ, ݕ = ݔ2 + ݔݕ − ݕ2
2
9/3/2012
2
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)
4
Hệ thống DSP
Hệ thống ASP
9/3/2012
3
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
9/3/2012
4
Giới thiệu môn học (6)
o Ứng dụng:
7
Application area DSP algorithm
Key operations
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, speechrecognition, 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, ECGanalysis, X-ray storage and enhancement,
Giới thiệu môn học (7)
o Ứng dụng:
8
Application area DSP algorithm
Telecommunications 
(transmission of 
audio, video, & data)
Modulation & demodulation, error detection & correction
coding, encryption and decryption, acoustic echo
cancelation, multipath equalization, computer networks,
radio & television, & cellular telephony,
Computer systems Sound & video processing, disk control, printer control,modems, internet phone, radio, & television,
Military systems
Guidance and navigation, beamforming, radar and sonar
processing, hyperspectral image processing, and software
Radio,
Instrumentation & 
control
Spectrum analysis, position and rate control,
noise reduction, data compression,...
Space Photograph enhancement, data compression, intelligent sensory analysis by remote space probes,...
... 
9/3/2012
5
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:
9
Hình thức Tỉ lệ Ghi chú
Kiểm tra viết giữa kỳ (45’, 60’??) 30% Không sử dụng
tài liệuKiểm tra viết cuối kỳ (90’, 100’??) 60%
Bài tập, tiểu luận, 10% Gửi trực tiếpqua email,
10
9/3/2012
6
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, Discrete-
Time 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:
12
Stt Nội dung
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
???
9/3/2012
7
Giới thiệu môn học (11)
o Nội dung chi tiết (dự kiến):
13
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. Tuyếntính và bất biến.
38 Đáp ứng xung. Bộ lọc FIR và IIR. Tính nhân quả và ổnđịnh. Bài tập.
39 Bộ lọc đáp ứng xung hữu hạn và tính chập: Phươngpháp xử lý khối.
Giới thiệu môn học (12)
o Nội dung chi tiết (dự kiến):
14
Tuần Nội dung
40 Bộ lọc đáp ứng xung hữu hạn và tính chập: Phươngpháp 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. Nhânquả 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 ổnđịnh. Bài tập.
46 Bộ lọc đáp ứng xung hữu hạn và tính chập: Phươngpháp xử lý khối.
47 Các hàm truyền. Đáp ứng sinusoidal. Thiết kếcực/zeros.
???
9/3/2012
8
Giới thiệu môn học (13)
o Nội dung chi tiết (dự kiến):
15
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
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
9/3/2012
9
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
(xlsth@googlegroups.com),
o Gửi email không có nội dung với phần subject có cú
pháp sau “DD10LT08” trước ngày 26/08/12 tới địa chỉ:
nhat-anh.che@hotmail.com
17
CÂU HỎI ???
18
9/3/2012
10
19