[普埃克]数字信号处理--第四版(第四章)
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MPEG-2 标准于 1 9 9 4 年编译出版,其码率在 3 ~ 10Mbits/s之间,应用范围更加广泛,如数字电视、数字通信、其他数字媒体等。
MPEG组织于1999年1月正式公布了MPEG-4 V1.0版本, 1 9 9 9 年 1 2 月又公布了 V2.0 版本。
在制定的过程中, MPEG组织深深感受到人们对媒体信息,特别是对视频信息的需求由播放型转向到基于内容的访问、检索和操作。
MPEG-4与前面提到的JPEG、MPEG-1、MPEG- 2有很大的不同,它为多媒体数据压缩编码提供了更为广阔的平台,它定义的是一种格式、一种框架,而不是具体的算法,它希望建立一种更自由的通信与开发环境。
于是,MPEG-4的目标就定义为:支持多种多媒体的应用,特别是多媒体信息基于内容的检索和访问,可根据不同的应用需求,现场配置解码器。
编码系统也是开放的,可随时加入新的高效的算法模块。
在 MPEG-4 之后,现在 MPEG 组织正致力制定 MPEG-7“多媒体内容描述接口”(Multimedia Content Description Interface),它将为各种类型的多媒体信息规定一种标准化的描述,这种描述与多媒体信息的内容本身一起,支持用户对其感兴趣的各种“资料”的快速、有效地检索。
各种“资料”包括:静止图像、图形、音频、动态视频,以及如何将这些元素组合在一起的合成信息。
MPEG-7标准将用于以下领域:数字化图书馆;多媒体目录服务;广播式媒体选择;多媒体编辑。
目前,MPEG组织正在酝酿制定MPEG-21。
1999年8月 MPEG主席Leonardo Chiariglione提出了“Techinologies for E-Content”的报告,引起了各国代表团的关注,1999年10 月日本代表团在MPEG国际会议上提出了制定MPEG-21 标准的提案,以支持电子内容传输和电子贸易,1999年12 月MPEG会议通过了征集Multimedia Framework技术报告的议案,2000年3月,MPEG会议成立了MPEG-21工作组。
·78· 第4章 模拟信号数字处理4.1 引 言模拟信号数字处理是采用数字信号处理的方法完成模拟信号要处理的问题,这样可以充分利用数字信号处理的优点,本章也是数字信号处理的重要内容。
4.2 本章学习要点(1) 模拟信号数字处理原理框图包括预滤波、模数转换、数字信号处理、数模转换以及平滑滤波;预滤波是为了防止频率混叠,模数转换和数模转换起信号类型匹配转换作用,数字信号处理则完成对信号的处理,平滑滤波完成对数模转换后的模拟信号的进一步平滑作用。
(2) 时域采样定理是模拟信号转换成数字信号的重要定理,它确定了对模拟信号进行采样的最低采样频率应是信号最高频率的两倍,否则会产生频谱混叠现象。
由采样得到的采样信号的频谱和原模拟信号频谱之间的关系式是模拟信号数字处理重要的公式。
对带通模拟信号进行采样,在一定条件下可以按照带宽两倍以上的频率进行采样。
(3) 数字信号转换成模拟信号有两种方法,一种是用理想滤波器进行的理想恢复,虽不能实现,但没有失真,可作为实际恢复的逼近方向。
另一种是用D/A 变换器,一般用的是零阶保持器,虽有误差,但简单实用。
(4) 如果一个时域离散信号是由模拟信号采样得来的,且采样满足采样定理,该时域离 散信号的数字频率和模拟信号的模拟频率之间的关系为T ωΩ=,或者s /F ωΩ=。
(5) 用数字网络从外部对连续系统进行模拟,数字网络的系统函数和连续系统传输函数 之间的关系为j a /(e )(j )T H H ωΩωΩ==,≤ωπ。
数字系统的单位脉冲响应和模拟系统的单位冲激响应关系应为 a a ()()()t nTh n h t h nT === (6) 用DFT (FFT )对模拟信号进行频谱分析(包括周期信号),应根据时域采样定理选择采样频率,按照要求的分辨率选择观测时间和采样点数。
要注意一般模拟信号(非周期)的频谱是连续谱,周期信号是离散谱。
用DFT (FFT )对模拟信号进行频谱分析是一种近似频谱分析,但在允许的误差范围内,仍是很重要也是常用的一种分析方法。
第四章线性时不变离散时间系统的频域分析一、传输函数和频率响应例4。
1传输函数分析Q4.1clear;M = input('Enter the filter length M: ');w = 0:2*pi/1023:2*pi;num = (1/M)*ones(1,M);den = [1];h = freqz(num, den, w);subplot(2,1,1)plot(w/pi,abs(h));gridtitle(’Magnitude Spectrum |H(e^{j\omega})|')xlabel(’\omega /\pi');ylabel('Amplitude’);subplot(2,1,2)plot(w/pi,angle(h));gridtitle('Phase Spectrum arg[H(e^{j\omega})]')xlabel(’\omega /\pi’);ylabel('Phase in radians’);M=2 M=10 M=15幅度谱为偶对称,相位谱为奇对称,这是一个低通滤波器。
M越大,通带越窄且过渡带越陡峭。
Q4。
2使用修改后的程序P3。
1,计算并画出当w=[0,pi]时传输函数的因果线性时不变离散时间系统的频率响应.它表示哪种类型的滤波器?w = 0:pi/511:pi;num = [0.15 0 -0.15];den = [1 —0。
5 0.7];如下图1这是一个带通滤波器.图1 图2Q4。
3对下面的传输函数重做习题Q4。
2:,式(4。
36)和式(4.37)给出的两个滤波器之间的区别是什么?你将选择哪一个滤波器来滤波,为什么?w = 0:pi/511:pi;num = [0.15 0 —0。
15];den = [0。
7 -0。
5 1];如上图2也是一个带通滤波器,这两个滤波器的幅度谱是一样的,相位谱不太一样,我会选择第一个带通滤波器,因为它的相位谱更加平滑,相位失真小。