การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
Jump to navigation Jump to search

การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล หรือ ที่เรียกกันติดปากสั้น ๆ ว่า ดีเอสพี (DSP - digital signal processing) เป็นการศึกษาการประมวลผลสัญญาณที่อยู่ในรูปดิจิทัล (digital)

โดยทั่วๆ ไป การประมวลผลสัญญาณ อาจแบ่งได้ตาม:

  • รูปแบบของตัวแทนสัญญาณ : การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (digital signal processing) และ การประมวลผลสัญญาณแอนะล็อก (analog signal processing)
  • คุณสมบัติของสัญญาณ : การประมวลผลสัญญาณไม่สุ่ม (deterministic signal processing) และ การประมวลผลสัญญาณสุ่ม (stochastic/statistical signal processing)
  • ลักษณะการประมวลผลสัญญาณ : เชิงเส้น (linear signal processing) และ ไม่เป็นเชิงเส้น (nonlinear signal processing)
  • และ อื่นๆ ที่แบ่งตามคุณลักษณะเฉพาะของสัญญาณ หรือ ลักษณะเฉพาะของการประมวลผล เช่น adaptive signal processing, multirate/multiresolution signal processing, chaotic signal processing ฯลฯ

ดีเอสพีนี้อาจแบ่งออกได้เป็นในส่วนของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ หรือตามการประยุกต์เป็น การประมวลผลสัญญาณเสียง (audio signal processing) การประมวลผลภาพดิจิทัล (digital image processing) และ การประมวลผลคำพูด (speech processing)

ถึงแม้ว่าในดีเอสพีนั้น สัญญาณที่เราพิจารณากันจะเป็นดิจิทัล แต่โดยทั่วไปสัญญาณเหล่านี้จากแหล่งกำเนิด จะอยู่ในรูปเดิมที่เป็นแอนะล็อก การได้มาซึ่งสัญญาณดิจิทัลซึ่งเป็นตัวแทนสัญญาณแอนะล็อกที่เราสนใจนี้ จะต้องผ่านกระบวนการแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (Analog-to-Digital Conversion - ADC) หรือการดิจิไทซ์ (digitization) ซึ่งประกอบด้วยการสุ่มตัวอย่าง (sampling) (อย่าสับสนกับคำว่า สุ่ม ที่มาจาก random หรือ stochastic) และการควอนไทซ์ (quantization) ให้อยู่ในรูปดิจิทัลก่อนที่จะทำการประมวลผลต่อไป

การสุ่มสัญญาณ (signal sampling) และการควอนไทซ์ (quantization)[แก้]

THdigitized.png

รูปข้างต้นแสดงกระบวนการชักตัวอย่างสัญญาณและควอนไทซ์

โดเมนของเวลาและสถานที่ (temporal and spatial domain)[แก้]

ตัวอย่างสัญญาณในรูปของตัวแปรเวลา หรือ temporal signal : เสียง

THvoice.png เสียงพูด

ตัวอย่างสัญญาณในรูปตัวแปรของสถานที่ หรือ spatial signal : รูปภาพ

ภาพลีนา

ภาพนี้เป็นภาพหนึ่งที่ถือได้ว่าเป็นภาพมาตรฐานที่เป็นที่รู้จักและใช้กันอย่างกว้างขวางในวงการการประมวลผลภาพ จึงมีเรื่องราวที่น่าสนใจเบื้องหลังภาพนี้ ดู ภาพลีนา หรือ ภาพเลนา

โดเมนของการแปลง (transformed domain)[แก้]

ความถี่ (frequency) หรือฟูริเยร์ (Fourier)[แก้]

  • การแปลงฟูริเยร์ (FT) Fourier transform
  • การแปลงฟูริเยร์ไม่ต่อเนื่อง DFT
  • ขั้นตอนวิธีในการแปลงฟูริเยร์ไม่ต่อเนื่องอย่างเร็ว FFT
  • การแปลงโคซายน์ไม่ต่อเนื่อง (DCT) DCT

เวลาและความถี่ (time-frequency)[แก้]

เวลาและสเกล (time-scale) หรือเวฟเลต (wavelets)[แก้]

ไอเกน[แก้]

  • principal components analysis (PCA)/Karhunen-Loève transform/Hotelling transform PCA/KLT/Hotelling

ดูเพิ่ม[แก้]