INDICE Esempi di segnali determinati: periodici e di energia Esempio di segnale aleatorio...4

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "INDICE Esempi di segnali determinati: periodici e di energia Esempio di segnale aleatorio...4"

Marisa Corti
5 anni fa
Visualizzazioni

1 INDICE 1 Introduzione: definizione e classificazione dei segnali Introduzione all elaborazione numerica dei segnali Classificazione dei segnali Esempi di segnali determinati: periodici e di energia Esempio di segnale aleatorio Energia e Potenza di un Segnale Esempi di segnali particolari L impulso discreto e l impulso di Dirac La funzione seno cardinale Segnali complessi: l esponenziale Componente Continua di un Segnale Dinamica di un Segnale Scala logaritmica e decibel La Saturazione Processo di conversione Analogico - Numerico Quantizzazione e codifica L errore di quantizzazione Schema completo di elaborazione Trasformazione di Segnali Esempio di Elaborazione del Segnale Vantaggi dell Elaborazione Numerica del Segnale Sistemi di comunicazione analogici e numerici Analisi armonica dei segnali Introduzione Analisi armonica: la serie di Fourier Calcolo dei coefficienti di Fourier Convergenza della serie di Fourier Forma esponenziale complessa della serie di Fourier Spettro di Ampiezza e Spettro di Fase Teorema di Parseval per segnali periodici Calcolo dei coefficienti di Fourier di un treno di impulsi rettangolari Derivazione della serie di Fourier Analizzatore di spettro per segnali periodici Trasformata di Fourier (Integrale di Fourier) Inversione dell integrale di Fourier Richiamo sulla convoluzione di due funzioni Trasformata di Fourier della convoluzione...47 i

2 2.5.4 Teorema di Parseval per segnali di energia Impiego della trasformata di Fourier Proprietà dell integrale di Fourier Esempi di trasformate di Fourier Larghezza di banda di un segnale Segnali in banda base e segnali in banda stretta Brevi cenni storici Esercizi da risolvere Il Campionamento e la Trasformata di Fourier Discreta Il campionamento ed il fenomeno dell aliasing Esempio: lo stroboscopio Il processo di campionamento Inversione della trasformata di Fourier del segnale campionato Relazione tra spettro del segnale continuo e spettro del segnale campionato Esempio di spettro di un segnale reale Ricostruzione del segnale dai suoi campioni Il teorema del campionamento (Shannon - Nyquist) Campionamento dello spettro e trasformata di Fourier discreta Relazione tra dominio del Tempo e della Frequenza Finestre temporali Finestre frequenziali Definizione e proprietà della Trasformata di Fourier Discreta (DFT) Proprietà della DFT Legame tra convoluzione lineare e circolare tra due sequenze Accenni sulla Trasformata di Fourier veloce (Fast Fourier Transform, FFT) Esempi La trasformata Z Definizione di trasformata Z Convergenza della Trasformata Z Legame tra le proprietà di e la regione R di Trasformata Z inversa Trasformata Z inversa di funzioni razionali Espansione in fratti semplici Osservazioni Trasformata Z inversa di funzioni esprimibili in serie di potenze Proprietà della trasformata Z ii

3 5 Sistemi Lineari Tempo Invarianti (LTI) Linearità, tempo-invarianza e causalità Elaborazione lineare Sistemi LTI tempo-continui Sistemi lineari tempo-discreti Risposta in frequenza di un sistema LTI LTI Tempo-continuo LTI Tempo-discreto ottenuto per campionamento Funzione di trasferimento di un sistema LTI tempo-discreto Stabilità di un Sistema I filtri analogici Richiami di teoria delle reti La funzione di trasferimento Regime sinusoidale Tipologie di filtri Prestazioni dei filtri in frequenza Filtri a fase lineare Prestazioni dei filtri nel tempo Filtro analogico come sistema LTI Filtri di Butterworth Proprietà dei filtri di Butterworth Specifiche di un filtro in frequenza Polinomi di Chebyshev Filtri di Chebyshev Il filtro di Chebyshev inverso Confronto tra i filtri di Butterworth e di Chebyshev La funzione ellittica ed i filtri ellittici (o di Cauer) Trasformazione Passa-Basso Passa-Alto I filtri numerici Considerazioni sulla presenza di poli e zeri: filtri FIR e IIR Filtri FIR (Finite Impulse Response) Filtri a Fase Lineare Filtri IIR (Infinite Impulse Response) Filtri generali con zeri e poli Strutture di rete fondamentali per sistemi IIR Esercizi da risolvere iii

4 8. Rappresentazione Complessa dei Segnali Rappresentazione di un tono puro Generazione di segnali complessi o analitici Filtro di Hilbert Risposta impulsiva del filtro di Hilbert Rappresentazione complessa di un segnale a banda stretta Rivelazione coerente di un segnale a banda stretta Modulazione e De-modulazione in Fase e Quadratura (I, Q) Effetto dello shift Doppler Energia, Potenza e Correlazione di segnali Energia e potenza Correlazione Autocorrelazione Proprietà della autocorrelazione Legame tra correlazione e convoluzione Legame tra autocorrelazione e spettro Ricevitore a correlazione Esercizi da risolvere Effetto Doppler Effetto Doppler col Ricevitore in moto e Sorgente fissa Effetto Doppler con sorgente in movimento e ricevitore fisso Effetto Doppler nei radar L ecografo ad ultrasuoni Elaborazione delle immagini Classificazione delle immagini Elaborazione numerica delle immagini Acquisizione di un immagine Unità fotometriche Immagine monocromatica (bianco e nero) Intensità delle immagini e scala di grigi Immagine come matrice di pixel La dinamica dell immagine Risoluzione spaziale e pixel Effetti del numero di livelli di quantizzazione Trasformata di Fourier bidimensionale applicata alle immagini Campionamento spaziale Trasformata 2D discreta di un immagine Trasformata di Fourier 2D Discreta iv

5 La Trasformata Coseno Discreta (DCT) 2D Elaborazioni locali spaziali di un immagine Sistemi numerici 2D Esempi di elaborazioni di immagini La Compressione JPEG Il Metodo predittivo Processo di compressione dell immagine: Algoritmo Baseline La Trasformata di Hough Appendice: Applicazioni alla medicina Introduzione all ecografia La fisica dell ecografia Generazione del segnale e sua propagazione Forma del fascio di ultrasuoni Forma e durata dell impulso Risoluzione in range (longitudinale) e in angolo (laterale) Ecografia Doppler Esempi applicativi Introduzione alla Tomografia Assiale Computerizzata (TAC) Cenni storici e motivazioni della TAC Principio di funzionamento Applicazioni mediche e sviluppi della TAC Ricostruzione di un immagine tomografica Introduzione allo standard DICOM Immagini DICOM Standard per la compressione di immagini mediche Ambiti di utilizzo della codifica lossy di immagini mediche Considerazioni finali Appendice: Richiami sul sistema visivo umano ed introduzione ai sistemi ottici Richiami sul sistema visivo umano Natura ondulatoria della luce L ottica geometrica Sistemi ottici Riflessione da specchio sferico concavo e convesso Oggetti estesi e costruzioni delle immagini Rifrazione da superficie sferica: il Diottro Lente semplice Appendice: Applicazioni al suono Grandezze acustiche Cenni sul sistema uditivo umano La Short Time Fourier Transform (STFT) Limiti della STFT v

6 Interpretazione della STFT come banco di filtri Standard di codifica del suono Codifica PCM (Pulse Code Modulation) La Codifica Percettiva (Perceptual Coding) Algoritmi di compressione per il suono Il mascheramento in frequenza: Il mascheramento temporale L Algoritmo di compressione MPEG Audio Layer III MP Appendice: Teoria dell Informazione e Codifica di Sorgente Generalità sull Informazione Ridondanza di un messaggio; entropia Richiami storici sull entropia Proprietà dell entropia L entropia nel caso continuo Breve cenno alla storia dei codici Codifica della Sorgente Codifica di una sorgente nel caso di sorgenti correlate (con memoria) Entropia di una sorgente senza memoria Codifica di sorgente con perdita Cenni sulla codifica di canale Esempio di applicazione della codifica CRC Bibliografia vi

Documenti analoghi

Elenco dei simboli 9. Prefazione 10

Elenco dei simboli 9. Prefazione 10 Indice Elenco dei simboli 9 Prefazione 10 1 Analisi nel dominio del tempo 11 1.1 Segnali tempo discreto... 11 1.1.1 Segnali notevoli tempo discreto... 13 1.1.2 Alcuni criteri di classificazione di segnali