Главная > Цифровая обработка сигналов (Оппенгейм А. В.)
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

10.2. МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫЕ ГОМОМОРФНЫЕ СИСТЕМЫ

Во многих задачах обработки сигналов сигнал может быть представлен в виде произведения двух или более компонент. Например, при передаче сигнала по каналу с федингами можно представить эффект замирания как умножение передаваемого сигнала на медленно меняющуюся компоненту. Другим примером является амплитудно-модулированный сигнал, представляющий собой произведение сигнала несущей частоты и огибающей, которая выделяется в приемнике. Имеются также примеры, связанные со сжатием динамического диапазона звуковых сигналов и обработкой изображений (см. § 10.3). Во многих задачах такого типа применение линейных систем для разделения или независимого изменения компонент сигнала неэффективно. В противоположность этому использование систем, удовлетворяющих обобщенному принципу суперпозиции относительно умножения, дает существенный эффект. В этом параграфе рассмотрим основы теории гомоморфных систем с операцией умножения, а в следующем — их применение к цифровой обработке изображений.

Рассмотрим класс гомоморфных систем, подчиняющихся обобщенному принципу суперпозиции, в которых операция является умножением, а операция — возведением в степень. Это значит, что нас будут интересовать сигналы вида

Легко проверить, что эти операции удовлетворяют аксиомам сложения векторов и умножения на скаляр. Характеристическая система для умножения должна обладать свойством

Функция, которая формально обладает этим свойством, является логарифмической функцией. Например, если где для всех то

Однако входной сигнал может быть не всегда положительным; действительно, можно рассматривать даже комплексные сигналы. В таких случаях нужно использовать комплексную логарифмическую функцию. Поэтому формальное представление канонических систем, у которых входной и выходной операцией является умножение, имеет вид, показанный на рис. 10.3, где последовательности в общем случае комплексны.

Рассмотрим свойства комплексной логарифмической функции. Если последовательность, то комплексный логарифм от запишется в виде

Обратной функцией по отношению к является комплексная экспонента

Ясно, что результат (10.10) не изменится, если прибавить целое число, умноженное на к мнимой части комплексного логарифма, т. е. к

Рис. 10.3. Каноническое представление гомоморфных систем с умножением в качестве входной и выходной операции

Поэтому комплексный логарифм является неоднозначной функцией. Так как основным требованием в определении системы является однозначность, то нужно выбрать так, чтобы не было неоднозначности. К тому же, следует так определить чтобы удовлетворялся обобщенный принцип суперпозиции, т. е. чтобы при выполнялось соотношение откуда следует

Таким образом, неоднозначность в должна быть устранена так, чтобы выполнялось условие (10.12).

Хотя общепринято устранять эту неоднозначность путем замены в комплексном логарифме на главное значение, т. е. на значение по модулю в данном случае этого нельзя сделать, так как условие (10.12) не будет выполняться в общем случае. В общем случае главное значение суммы двух углов не равно сумме их главных значений. Чтобы устранить неоднозначность: и выполнить условие (10.12), необходимо, чтобы был непрерывной функцией х. Для строгого обоснования такого подхода необходимо привлечь теорию римановых поверхностей. Не будем вдаваться в детали этого определения комплексного логарифма в этом параграфе, так как в рассматриваемых приложениях сигналы неотрицательны и неоднозначность отсутствует, поскольку всегда может быть выбран равным нулю. Однако эти соображения не подходят для § 10.4, где рассматриваются гомоморфные системы относительно свертки и именно в этом параграфе будут рассмотрены детали определения однозначного комплексного

логарифма. Поэтому здесь предположим, что имеется определение однозначного комплексного логарифма для реализации характеристической системы мультипликативных гомоморфных систем. Тогда каждая конкретная гомоморфная система этого класса отличается от другой системы этого же класса только своей линейной частью. Если вход системы определяется соотношением (10.6). то на выходе комплексного логарифма получим

где (10.14)

Наиболее общий вид линейной системы для обработки комплексных входных сигналов представлен на рис. 10.4, где обозначают действительные линейные системы. Если комплексные числа, то действительные линейные системы должны удовлетворять условиям

Если действительны, то такие ограничения не нужны.

Рис. 10.4. Общее представление линейной системы с комплексными входными и выходными сигналами

При применении теории мультипликативных систем следует соответствующим образом выбрать линейную систему. Наш выбор будет, конечно, зависеть от характера входного сигнала. Возможна или нет полезная обработка сигналов вида зависит от характера компонент на выходе характеристической системы. Например, если нужно разделить эти две компоненты или обработать их независимо, необходимо, чтобы их спектры не перекрывались в значительной степени. Это означает, что гомоморфная обработка мультипликативных сигналов может быть полезна тогда, когда одна компонента меняется быстро, а другая медленно. Это имеет место при сжатии динамического диапазона звуковых сигналов и при обработке изображений, где с успехом применяется гомоморфная фильтрация [3—6]. В следующем параграфе будет подробно рассмотрен последний пример.

1
Оглавление
email@scask.ru