skrypt014

JL ‘-t nuzuziai i. ws*>W

tacji i zastosowań. Sygnały cyfrowe (reprezentujące różne media) można więc przesyłać i rejestrować za pomocą tego samego systemu technicznego. To spostrzeżenie prowadzi do rozwoju tzw. technik multimedialnych, które zwłaszcza w ostatnich latach stały się bardzo popularne dzięki rozwojowi sieci komputerowych. Polegają one na transmisji i odbiorze różnych sygnałów: wideo, audio, danych binarnych za pomocą tego samego systemu. Terminal multimedialny łączy zatem funkcje komputera, telefonu, telefaksu, kopiarki, odtwarzacza płyt kompaktowych, odbiornika i nadajnika poczty elektronicznej, odbiornika i nadajnika połączeń wideokonferencyjny .il. Jest urządzeniem przekazującym ważne informacje (rozkłady jazdy, informacje o lądowaniach samolotów itp.), a jednocześnie umożliwiającym np. robienie zakupów poprzez wysyłanie zamówień na wybrane produkty. W niedalekiej przyszłości terminal multimedialny będzie także interakcyjnym odbiornikiem telewizyjnym, oferującym programy wideo na zamówienie. Problemem technicznym pozostaje jednak nadal upowszechnienie szybkiej transmisji danych, realizowanej bez konieczności dużych inwestycji, tzn. taniej i ogólnodostępnej. Brak takich możliwości uniemożliwiał dotychczas szerokie rozpowszechnienie technik cyfrowego przetwarzania sygnałów, a zwłaszcza technik multimedialnych. Sytuacja zmienia się jednak obecnie bardzo szybko w związku z:

•    postępem w technologii układów scalonych VLSI (weny larga scala of integration), co doprowadziło do powstania omawianych w niniejszym podręczniku uniwersalnych procesorów sygnałowych -- DSP (digital signal proccssors) oraz układów ASIC (application specific integrated circuits) wyspecjalizowanych do przetwarzania sygnałów,

•    opracowaniem technik transmisyjnych związanych z powszechnym zastosowaniem światłowodów, a także z rosnącym wykorzystaniem starych łączy do nowych celów (technika IIDSL - high-bit-rale digital subscriber loop),

•    rozwojem inteligentnych sieci komputerowych (Internet), a zwłaszcza służby www, i rozpowszechnieniem popularnych komputerów o dużych pamięciach, dużych szybkościach pracy i dużych mocach obliczeniowych, np. komputerów osobistych klasy PC (personal Computer)¹ Pentium.

•    ciągłym ulepszaniem algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów, zwłaszcza zaś metod kompresji danych.

'Nazwa rozumiana niestety często nazbyt dosłownie, co powoduje, że i komputery służbowe bywają traktowane jak „osobiste”.

Techniki multimedialne stają się więc rzeczywistością, a termin „przetwarzanie sygnałów”, używany dotychczas w wąskim gronie specjalistów, zmienia się w popularne hasło słyszane dziś powszechnie. Stąd, między innymi. wynika ważność zagadnień, w które wprowadza czytelnika niniejszy podręcznik.

Jedną z przyczyn rewolucyjnych zmian, jakie można zaobserwować od kilkunastu lat w technikach przetwarzania sygnałów, jest szybki rozwój technologii układów elektronicznych VLSI. Operacje, które jeszcze niedawno można było realizować tylko metodami analogowymi (np. ze względu na wymagania co do szybkości przetwarzania sygnałów lub co do mocy zasilania układu), wykonuje się dziś powszechnie cyfrowo za pomocą wyspecjalizowanych układów scalonych ASIC lub procesorów sygnałowych DSP. Za pomocą nowoczesnych układów ASIC i DSP można też realizować wiele algorytmów opracowanych niekiedy już przed kilkunastu laty z myślą o cyfrowym przetwarzaniu sygnałów, lecz których praktyczne zastosowanie wydawało się jeszcze do niedawna mało realistyczne ze względu na dużą liczbę obliczeń lub wymaganie dużej szybkości przetwarzania danych. Przykładem mogą być algorytmy poprawiania jakości obrazów ruchomych w czasie rzeczywistym.

Jednym z najczęstszych i najważniejszych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów jest fdtracja, tzn. przetwarzanie polegające na oddzieleniu zawartych w sygnale użytecznych składowych widmowych od zakłóceń. Filtry cyfrowe są układami powszechnie dziś stosowanymi w telekomunikacji, elektroakustyce, przetwarzaniu obrazów, automatyce i robotyce, geofizyce, medycynie i innych pokrewnych dziedzinach nauki i techniki. Teoria przetwarzania sygnałów cyfrowych i nauka o metodach projektowania filtrów cyfrowych należą więc dziś do podstawowych narzędzi inżynierów niemal wszystkich specjalności, a zwłaszcza specjalności telekomunikacyjno-infor-matycznych.

Wyposażeni w zmysły, za pomocą których utrzymujemy kontakt ze środowiskiem, w którym żyjemy, posługujemy się oczyma, uszami, dotykiem palców, itp. jako czujnikami, które przetwarzają sygnały pochodzące z naszego otoczenia w odpowiadające im przebiegi elektryczne. Budując techniczne, elektroniczne systemy przetwarzania sygnałów postępujemy podobnie Stosujemy więc czujniki do przetworzenia temperatury, ciśnienia, wibracji, itd. w odpowiednie sygnały elektryczne. Tak uzyskane sygnały są zazwyczaj analogowe i ciągłe. Z reguły poddawane są na wstępie pewnej zgrubnej filtracji analogowej, ograniczającej ich pasmo (tzw. filtracji antyaliasingo-