Sistemas de Processamento e Controlo Digital

SISTEMAS DE PROCESSAMENTO DIGITAL Engenharia de Sistemas e Informática
	4.º Ano	2005/2006

TABELA DE CONTEÚDOS

OBJECTIVOS

A. Introdução ao Processamento Digital de Sinal

B. Representação e Análise de Sinais

C. Estruturas e Projecto de Filtros FIR e IIR

D. Processamento de Imagem

E. Processadores Digitais de Sinal

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OBJECTIVOS

Objectivos Gerais

A disciplina de Processamento Digital de Sinal tem como objectivo o estudo das técnicas computacionais para tratamento de sinais discretos, sinais contínuos convertidos para sinais digitais e também de informação a duas dimensões sob a forma de imagens.

O aluno no fim da disciplina deverá ser capaz de determinar o espectro de um sinal, aplicar filtros digitais, trabalhar com imagens, utilizar as DSP, necessitando para o efeito de obter conhecimentos sobre:

• Série e transformada discreta de Fourier e FFT.

• Transformada de Z.

• Síntese de filtros digitais FIR e IIR.

• Tratamento e processamento de imagem (sinais bidimensionais).

• Conhecimento da arquitectura e programação de Digital Signal Processors.

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A. Introdução ao Processamento Digital de Sinal [Download_Tutor  1,2]

1.1. Aspectos Gerais

O que é Processamento de um Sinal?
Perspectiva Histórica
Vantagens e Desvantagens
Digital vs Analógico
Ferramentas
Aplicações
Exemplo

1.2. Sinais

Aquisição e Processamento dum Sinal
Tipos de Sinais:
Contínuos e Discretos - Periódicos e Não Periódicos
Sinais Analógicos e Digitais
Processamento no Tempo
Processamento na Frequência

1.3. Conversão A/D e D/A [Revisões]

Teorema da Amostragem
Parâmetros duma ADC/DAC
Formatos digitais

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B. Representação e Análise de Sinais

1.1.           Introdução à Análise de Fourier [Revisões] [Download Tutor  3]

Análise na Frequência: Uma ferramenta poderosa…
Análise de Fourier - Ferramentas

1.2.           Séries Discretas de Fourier

Série Contínua de Fourier (CFS)\
Série Discreta de Fourier (DFS)
Exemplos

1.3.           Transformadas Discretas de Fourier [Download Tutor 4]

Transformada Contínua de Fourier (CFT)
Transformada Discreta de Fourier no Tempo (DTFT)
Transformada Discreta de Fourier (DFT)
Comparação: DFS, DTFT & DFT
DFT leakage & coherent sampling

1.4.           Cálculo da Transformada Discreta de Fourier - DFT [Download Tutor  5,6]

Janelas da DFT
Resolução da DFT - melhoramento
Cálculo eficiente da DFT

Fast Fourier Transform: FFT
Considerações: Análise espectral

1.5.           Transformada de z [Download Tutor  7,8]

Classificação dos Sinais
Amostragem de Sinais Contínuos
Transformada de z: definição
Transformada de z : propriedades
Transformada de z inversa
Aplicação aos Sistemas
Notas sobre estabilidade

1.6.           Amostragem de Sinais Contínuos no Tempo [Download Tutor 9]

Amostragem periódica
Representação da Amostragem no Domínio Frequência
Reconstrução de sinais limitados em frequência
Processamento Discreto de Sinais Contínuos
Mudança da taxa de amostragem usando Processamento Discreto
Processamento Multitaxa
Processamento Digital de Sinais Analógicos

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C.    Estruturas e Projecto de Filtros FIR e IIR

1.1. Introdução [Download Tutor 10]

Filtros Simples
Filtros Ideais
Fase Linear e Tipos de filtros FIR

1.2. Arquitecturas de Filtros [Download Tutor 11]

Alguns Tipos de Filtros
Fase mínima e máxima
Estruturas de Implementação de Filtros

1.3. Especificação e projecto de Filtros Digitais FIR [Download Tutor 12]

Especificações de Projecto

Windowed Impulse Response
Formas de Janelas
Projecto através de Optimização Iterativa

1.4. Filtros analógicos. Especificação e projecto de Filtros Digitais IIR [Download Tutor 13]

Especificações de Projecto
Projecto de Filtros Analógicos
Filtros Digitais a partir de protótipos Analógicos

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D.    Processamento de Imagem

1.1. Fundamentos sobre Imagem Digital [Download Tutor 14]

A percepção visual

Luz e espectro electromagnético

Captação/aquisição de imagem

Relações básicas entre pixeis

1.2. Realce [Download Tutor 15]

Operações pontuais

Operações algébricas e lógicas

Operações locais

Operações geométricas

Transformadas de Imagens

1.3. Segmentação [Download Tutor 16]

–Detecção de descontinuidades (bordos)

–Operador de derivada

–Operador de Gradiente

–Operador Laplaciano

–Operador Logaritmo

1.4. Operações morfológicas [Download Tutor 16]

1.5. Extracção de atributos [Download Tutor 17]

–Esquemas de Representação

Descritores de Contorno

Descritores de Região

1.6. Classificação e reconhecimento [Download Tutor 17]

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E.    Processadores Digitais de Sinal

1.1. Introdução aos DSP [Download Tutor 18]

Arquitectura interna

Ligação a hardware externo

Aritmética de vírgula fixa

Memória

Exemplo de implementação de filtros FIR e IIR.

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Viseu, 20 de Fevereiro 2006.

O Docente responsável,

Manuel A. Esteves Baptista, Eng.º