معالجة إشارة
مقرر أساسي في هندسة المعلوماتية يغطي مفاهيم جوهرية مشتركة بين جميع الاختصاصات.
المتطلبات السابقة المباشرة
مقررات تعتمد على هذا المقرر
كامل سلسلة المتطلبات السابقة
توصيف المقرر
أهداف المقرر
تهدف هذه المادة إلى تقديم أساسيات معالجة الإشارة الرقمية باستخدام الأدوات الرياضية التي قدمت سابقاً. نراجع هنا بعض من هذه الأدوات مع مفاهيم إضافية جديدة للتعمق أكثر في تحليل النظم الرقمية. نستعرض نشر إشارة دورية متقطعة بسلسلة فورييه، ودراسة خواص النشر المتقطع وتحويل فورييه المتقطع وتحويل فورييه السريع.
نعرض هنا الشبكات الرقمية الأساسية المستخدمة لتنفيذ النظم الخطية المتغيرة غير بالزمن في المجال الترددي، وتلك التي تشمل على بنى المرشحات الرقمية FIR وIIR. كما نعرض أيضاً تأثير تكمية المعاملات والحسابات ذات الدقة المنتهية على أداء النظم LTI. كما نقدم أيضاً الطرق الأساسية المستخدمة في تصميم المرشحات الرقمية. نعطي عناية خاصة إلى تفسير نتائج التحويل DFT على إشارات جيبية لفهم حدود هذه الأداة في التحليل الطيفي. ونختم بتقديم تحويل التجيب المتقطع المستخدم في نطاق تطبيقات عدة كما في ضغط الصورة بصيغة JPEG.
النتائج التعليمية المرجوة
- التعرف على الإشارات المتقطعة بالزمن وخواصها
- التعرف على النظم المتقطعة بالزمن وخواصها
- فهم كيفية استخدام تحويل فورييه المتقطع بالزمن لتحليل النظم المتقطعة
- فهم نظرية التقطيع وطرق وعملية التكمية
- التذكير بتحويل Z وخواصه
- استخدام تحويل Z في تحليل النظم المتقطعة
- تحليل النظم الخطية الرقمية غير المتغيرة مع الزمن
- التعرف على الشبكات الرقمية والطرق الرئيسة في تنفيذ النظم المتقطعة
- فهم أثر تكمية المعاملات والدقة المنتهية في عمليات الحساب على أداء النظم المتقطعة
- التعرف على طرق تصميم المرشحات FIR
- التعرف على طرق تصميم المرشحات IIR
- فهم كيفية تحليل الإشارات المتقطعة باستخدام تحويل فورييه المتقطع
- التعرف على تحويل التجيب المتقطع وتطبيقاته الأساسية
- تطبيق معالجة الإشارة الرقمية في معالجة الصوت والصورة
مفردات المقرر (الفصول)
| # | عنوان الفصل | محتوى الفصل |
|---|---|---|
| CH1 | الإشارات المتقطعة بالزمن | 1. الإشارات المتقطعة بالزمن 2. الإشارات العقدية 3. بعض الإشارات المتقطعة الشهيرة 4. الامتداد الزمني للإشارة 5. الإشارات الدورية 6. الإشارات المتناظرة 7. التحويلات على الإشارة 8. تحليل الإشارة |
| CH2 | النظم المتقطعة بالزمن | 1. خواص النظم المتقطعة 2. النظم الخطية الغير متغيرة مع الزمن 3. خواص جداء التلاف 4. معادلات الفروق |
| CH3 | تحليل فورييه للنظم المتقطعة | 1. الاستجابة الترددية لنظام LTI 2. التمثيل البياني للاستجابة الترددية 3. تحويل فورييه المتقطع بالزمن 4. خواص تحويل فورييه المتقطع بالزمن 5. المرشحات |
| CH4 | التقطيع والتكمية | 1. التبديل التماثلي الرقمي 2. نظرية التقطيع 3. التكمية والترميز 4. التبديل الرقمي التماثلي 5. تغيير معدل التقطيع |
| CH5 | تحويل Z | 1. تعريف تحويل Z 2. تحويل Z العكسي 3. خواص تحويل Z 4. نظريتا القيمة البدائية والقيمة النهائية |
| CH6 | تحليل النظم المتقطعة باستخدام تحويل Z | 1. تابع النظام 2. النظم ذات الصفحة الخطية 3. النظم ذات الصفحة الصغرى 4. نظم التغذية الخلفية |
| CH7 | تنفيذ النظم المتقطعة | 1. الشبكات الرقمية 2. بنى النظم FIR 3. بنى النظم IIR |
| CH8 | أثر الدقة المنتهية في تنفيذ المرشحات | 1. خطأ التكمية في نظم الفاصلة الثابتة 2. الاقتران والترتيب 3. الطفح |
| CH9 | تصميم المرشحات FIR | 1. مواصفات المرشح 2. تصميم المرشحات FIR باستخدام النوافذ 3. طريقة تقطيع التردد 4. المرشحات الخطية الصفحة المتساوية الاهتزاز 5. نظرية التناوب |
| CH10 | تصميم المرشحات IIR | 1. نماذج مرشحات التمرير المنخفض التماثلية 2. تصميم مرشح IIR رقمي من المرشح التماثلي 3. التحويلات الترددية 4. طرق الخطأ التربيعي الأدنى |
| CH11 | تحليل الإشارات باستخدام تحويل فورييه المتقطع | 1. تحويل فورييه المتقطع DFT 2. تحليل الإشارات الجيبية باستخدام DFT 3. تحويل فورييه المتعلق بالزمن |
| CH12 | تحويل التجيب المتقطع | 1. تعريف تحويل التجيب المتقطع 2. العلاقة بين DFT وDCT-1 3. العلاقة بين DFT وDCT-2 4. خاصة ضغط الطاقة للتحويل DCT-2 5. تطبيقات التحويل DCT |