دانلود پایان نامه درمورد پردازش تصویر و علم ارتباطات


Widget not in any sidebars
خواص خطی در شکل 2-2 نشان داده شدهاند.
شکل2-2. خواص خطی در یک سیستم خطی]1[
برای مثال یک سیستم ساده جرم وفنر را در شکل (2-3) درنظر بگیرید:
شکل2-3. سیستم یک درجه آزادی]1[
+ (2-4)
که در معادله(2-4)X جابجایی نسبت به مبداء است. اگر در حالتِ اولm، c و k را نامتغیر با زمان در نظر بگیریم ونیرویP(t) به عنوان ورودی به سیسِتم جرم وفنر باشد، پاسخی مانندx(t)برای P(t)وجود خواهد داشت. فرض کنیم به عُنوان ورودی باشد، در آن صورت با توجه به نامتغیر بودن ضرایب معادله با زمان، پاسخ به صورت خواهد بود بنابراین خاصیّت همگنی برقرار است. همچنین اگر و دو ورودی جداگانه و و و پاسُخهای مُتناظر با آنها باشند، به ازای ورودی+ خواهد بود، پس خاصیت جمعپذیری نیز برقرار است. بنابراین در این حالت سیستم جِرم وفنر یک سیستم خطی است.
شکل 2-4. خواص خطی دریک سیستم جرم وفنر]1[
در حالتِ دوم (شکل 2-3)، ضریب سختی فنر را مُتناسب با فاصله ومطابق رابطه = در نظر میگیریم. باز هم اگر یک ورودی و خروجی متناظر با آن باشد با فرض ورودی پاسخ به صورت نیست، پس خاصیت همگنی برقرار نیست. همچنین اگر و دو ورودی مجزا و خروجیهایِ متناظر با آنها باشند به ازای ورودی + پاسخ سیستم به صورت + نیست و به عبارت دیگر خاصیتِ جمعپذیری نیز برقرار نیست.
به سیستمهای که مانند حالت فوق در آنها خاصیت خطی بودن ویا خاصیت “بر هم نهی صادق” نباشد، “سیستمهای غیرخطی” اِطلاق میگردد. در سیستمهای طبیعی هیچگاه اصل بر هم نهی به طور کامل برقرار نیست، لیکن در صورتی که خطای فرض”خطی بودن” برای یک سیستمِ طبیعی در مدلسازی آن تأثیر قابل توجهی نداشته باشد، میتوان از اصول همگنی و بر هم نهی در مُدلسازی استفاده نمود.
برقرار بودن خاصیت خطی مزایای بسیار زیادی در حل معادلات حاکم بر سیستمهای خطی و درک فیزیکی سیستم ایجاد میکند. بسیاری مواقع در حل معادله رفتاری سیستم، پاسخ سیستم به صورت ترکیب خطی از مجموع توابع پایه در نظر گرفته میشود (به طور مثال به وسیله بسط فوریه، بسط تیلور، تبدیل موجک و …)، آنگاه با توجه به خاصیّت خطی بودن سیستم هر یک از توابع پایه در خروجی، متناظر با یک تابع در ورودی هستند. حتّی اگر هر یک از توابع ورودی حاصل از وقوع یک واقعیت فیزیکی بیرونی نباشند، ترکیب خطی از آنها را میتوان یافت به طوری که مجموع به دست آمده را بتوان به وقوع یک واقعیت فیزیکی بیرونی نسبت داد و مفهومدار فیزیکی دانست که به دنبال آن پاسخهای متناظر نیز توجیه فیزیکی خواهند داشت.
به عبارت دیگر، سیستم خطی باعث انتقال توجیه فیزیکی از ورودی (درغالب یک تابع ویا ترکیب خطی از توابع) به پاسخ میشود.پاسخ یک سیستم غیرخطی را نیز میتوان به صورت مجموعی از توابع پایه دانست که هر یک از این توابع متناظر با یک تابع ورودی هستند که بر حسب انتخاب روش تجزیه متفاوت خواهند بود.
به مانند حالت خطی ترکیب از توابع ورودی را نیز میتوان به طوری که مجموع به دست آمده را بتوان به وقوع،به یک واقعیت فیزیکی بیرونی نسبت داد اما به علت غیرخطی بودن سیستم، توابع متناظر در پاسخ را نمیتوان ترکیب خطی نمود. پس اگر روش تجزیه تابع دلخواه باشد، یک سیستم غیرخطی مانع انتقال توجیه فیزیکی از ورودی به پاسخ میگردد مگر آن که تجزیه به روشی منحصر به فرد انجام شود که شرح آن موضوع فصل سوم این گزارش است.
2-4 علم پردازش سیگنال
پردازش سیگنال هنر تحلیل، تفسیر واصلاح سیگنالها است. پردازش سیگنالهایی مانند: صدا، تصویر،الکتروکاردیوگرام، رادارو… شامل ذخیرهسازی، بازسازی و جداسازی نویز از سیگنال (مانند شناسایی هواپیما توسط رادار)، فشردهسازی (مانند فشردهسازی تصویر) واستخراج خواص(مانند تبدیل صحبت به متن) میشود. سیگنالها را به طور کلی میتوان به دو نوع پیوسته(آنالوگ) ورقمی(دیجیتال) تقسیم بندی نمود. بسته به نوع سیگنال ، انواع مختلفی از پردازش سیگنالنیز وجود دارند.
در حوزه سیگنالهای پیوسته، پردازش سیگنال شامل تقویت ویا فیلتر کردن سیگنالهای صوتی برای تجهیزات صوتی ویا تلفیق وتفکیک سیگنالها در علم ارتباطات است. در حوزه سیگنالهای دیجتال، پردازش سیگنال شامل فشرده سازی، بازرسی خطا وآشکارسازی خطای سیگنالهای دیجیتال است.انواع مختلف پردازش را میتوان به صورت زیر نام برد:
پردازش سیگنال پیوسته: برای سیگنالهایی که هنوز به صورت رقمی در نیامدهاند مانند امواج کلاسیک رادیو، تلفن،رادار و سیستمهای تلویزیونی.
پردازش سیگنال دیجیتال: برای سیگنالهایی که به صورت دیجیتال در آمدهاند، انجام میشود و برای اهداف همه منظوره، ریزپردازندهها ویا کامپیوترها کاربرد دارد.
پردازش آماری سیگنال: تحلیل واستخراج اطلاعات از سیگنال بر اساس خواص احتمالی آنها است.
پردازش صوتی سیگنال: برای سیگنال های صوتی مانند موسیقی کاربرد دارد.
پردازش سیگنالهای گفتاری: برای پردازش وتفسیر کلمات در گفتار کاربرد دارد.
پردازش تصویر: در دوربینهای دیجیتال ، کامپیوترها و دوربینهای عکسبرداری کاربرد دارد.
پردازش ویدئویی: مربوط به تفسیر تصاویر متحرک است.
پردازش آرایه: برای پردازش سیگنالها از آرایشی از حسگرها کاربرد دارد.
موضاعات مطرح در پردازش داده شامل نمونهبرداری، کوانتیزهسازی، دیجیتالسازی، سیستمهای خطی نامعتبر با زمان ، روشهای رایج در پردازش سیگنال است که در ادامه به صورت بسیار اجمالی به آنها اشاره می شود [1].