background image

11

Cyfrowe Przetwarzanie Sygnałów
Szybki splot, sekcjonowany szybki splot
dr inż. Jarosław Bułat

17.05.2010

Ćwiczenie 1 (2 pkt)

Dla sygnału o długości 1s o następujących parametrach:

=3∗cos 2 ft

1
2

df t

2



,

=10Hz , df =60Hz , f

p

=

1000Hz

oraz dowolnego filtru FIR typu LP o długości 256 próbek i częstotliwości granicznej f

g

=60Hz wykonaj 

następujące obliczenia:

filtrację w dziedzinie czasu (splot obu sygnałów)

filtrację w dziedzinie częstotliwości (iloczyn sygnałów w dziedzinie częstotliwości), zadbaj aby 
transformacja Fouriera filtru FIR miała taką samą długość jak transformacja Fouriera sygnału

podziel sygnał x na dwie równe części, wykonaj filtrację j.w. w dziedzinie częstotliwości obu 

części sygnału a następnie połącz oba fragmenty w dziedzinie czasu

zaprezentuj wszystkie 3 wersje przefiltrowanego sygnału na jednym wykresie

wyjaśnij różnice w sygnałach wynikowych

w jaki sposób można ustrzec się przed zaobserwowanymi błędami?

Ćwiczenie 2 (2 pkt)
Dla sygnałów z ćwiczenia 1 wykonaj filtrację za pomocą szybkiego sekcjonowanego splotu w wersji 

overlap-save  oraz  overlap-add.   Porównaj   wyniki   z   filtracją   realizowaną   za   pomocą   splotu   w 
dziedzinie czasu. Oblicz złożoność obliczeniową wszystkich 3 metod (ilość dodawań i mnożeń) dla 

rozpatrywanych sygnałów.
Na   stronie   www   (patrz   poniżej)   zamieszczono   przykładowe   sygnały   dźwiękowe   oraz   akustyczne 

odpowiedzi impulsowe dużych pomieszczeń (katedry, groty, etc...). Splatając sygnał dźwiękowy z 
taką odpowiedzią impulsową można sztucznie dodać echo (pogłos) pomieszczenia do sygnału . Jest 

to   szczególnie   słyszalne   dla   próbki   mowy:  22032_acclivity_Numbers_EnglishFemale.wav  oraz 
odpowiedzi   impulsowej  BIG   HALL   E003   M2S.wav.   Filtrację   wykonaj   jedną   z   wersji   szybkiego 

sekcjonowanego splotu oraz spróbuj wykonać za pomocą splotu w dziedzinie czasu. Oblicz ile razy 
mniej   obliczeń   (dodawań   i   mnożeń)   jest   potrzebne   dla   metody   szybkiej   w  stosunku   do   metody 

wolnej. 
Jakie są wady szybkiej metody splotu? W jaki sposób można wyeliminować najpoważniejszą wadę 

splotu wykonywanego jako mnożenie w dziedzinie częstotliwości?

Ćwiczenie 3 (1 pkt)
Dyskretną transformację świergotową CZT (ang. Chirp-Z Transform) można zrealizować jako iloczyn 

widm   odpowiednich   sygnałów   (patrz   podrozdział   9.4).   Zrealizuj   ćwiczenie   3   z   laboratorium   3 
wykorzystując szybką metodę obliczeń.

Informacje   przydatne   do   rozwiązania   tych   zadań   znajdują   się   w   książce   T.Zieliński   ,,Cyfrowe   Przetwarzanie 
Sygnałów'' w rozdziale 9 i 13.

Przykładowe programy i pliki z danymi znajdują się na stronie eit.agh.edu.pl oraz w przykładach do ww. książki.

próbki dźwiękowe pomocne w wykonaniu ćwiczenia: 

http://home.agh.edu.pl/kwant/samples.zip

  (licencjia CC, 

źródło: http://www.freesound.org/ odpowiedzi impulsowe: 

http://home.agh.edu.pl/kwant/ir.zip  

(licencja ,,Free'', 

źródło: http://www.cksde.com/p_6_250.htm)


Document Outline