ГЛАВА 1[/size]©Вадим Грибунин, E-mail: wavelet@autex.spb.ru
©АВТЭКС Санкт-Петербург, http://www.autex.spb.ru, E-mail: info@autex.spb.ru

1. ПОНЯТИЕ О ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКЕ СИГНАЛОВ

1.1. Задачи, решаемые при помощи цифровой обработки сигналов
Прежде всего, необходимо определиться с тем, что же такое сигнал. В
зависимости от контекста этому понятию могут придаваться различные значения.
Вообще говоря, сигнал – это изменение некоторой физической величины,
например, напряжения. В зависимости от области определения говорят о
временной, частотной, пространственной форме представления сигнала. Если
область определения непрерывна, то говорят о непрерывном, или аналоговом
сигнале. В противном случае сигнал – дискретный. Название «аналоговый» дано
непрерывным сигналам, потому что они «аналогичны» физическим процессам,
встречающимся в действительности. Примером дискретного сигнала может
служить, например, совокупность значений напряжения, измеряемых с секундным
интервалом. В этом случае сигнал определен лишь в дискретные, то есть
отдельные моменты времени.
Область значений сигналов также может быть непрерывной или дискретной.
Стрелочный вольтметр – пример прибора, измеряющего непрерывную величину.
Записывая его показания с определенной точностью, мы, тем самым,
дискретизируем сигнал напряжения по уровню. Процесс дискретизации сигнала
по уровню называется квантованием. Сигнал, у которого область определения и
область значений дискретны, называется цифровым. Именно с такими сигналами
обычно имеют дело в цифровой обработке сигналов (ЦОС) – науке, изучающей
методы и алгоритмы обработки цифровых сигналов.
Цифровой сигнал можно представить в виде массива чисел – обычно
одномерного или двумерного. Примером одномерного сигнала является речь,
примером двумерного - изображение. Вы можете возразить, что и речь и
изображение непрерывны. Как же можно представлять их счетной
последовательностью чисел? Согласны с Вами, но добавим, что в большинстве
глав этой книги (как и обычно в ЦОС) мы будем рассматривать сигналы на выходе
аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который выполняет операции
дискретизации по времени, квантования по уровню и кодирования. Выполнение
этих трех операций и связанные с ними проблемы будут рассмотрены в Главе 2.
Будем считать, что при их выполнении исходный сигнал не искажается (хотя это
и не так). Примером АЦП может являться звуковая карта компьютера.
Сигнал на входе АЦП является непрерывным по уровню и по времени. После
дискретизации он становится дискретным по времени, а после квантования –
дискретным по уровню. Можно было бы выполнить операцию квантования в
первую очередь. Тогда сигнал был бы непрерывным по времени, но дискретным
по уровню. Подробнее сигналы описаны в п.1.3.