 |
Методические указания для самостоятельной работы по дисциплине «теория и устройства преобразования информации»
|
|
|
|
4.1. Расчет синус- и косинус-преобразования Фурье, амплитудно-
и фазово-частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ) заданного сигнала Е(t). Построение графиков АЧХ и ФЧХ
Расчетные формулы
Косинус-преобразование Фурье А(v):
. (4.1)
Синус-преобразование Фурье В(v):
. (4.2)
АЧХ К(v):
. (4.3)
ФЧХ Ō(v):
Ō 
. (4.4)
Пример: E(t) – импульс прямоугольной формы;
,
,
– синковая функция.
,
,
,
θ 
– arctgθ = 0
Построение графика К(v)
(отношение производных числителя и знаменателя) =
= 
.
Найдем точки пересечения графика К(v) с осью (v) из условия
.
Тогда πvt0 = πn, где n = t1, t2, …, (n = 0 исключена, т.к. в ней 
), 
т.е. К(v) = 0 при 
Остальные значения графика К(v) в заданных в варианте пределах необходимо рассчитать.
4.2. Расчет информационной плотности системы записи
и воспроизведения
Заданная система состоит из трех звеньев – записи, преобразования, воспроизведения. АЧХ звеньев описываются формулой:
, (4.5)
где m, n и N – константы: m = 3,7; N – абсцисса точки АЧХ, ордината которой равна 0,025 (предельно воспринимаемому глазом контрасту;
,
где ve – абсцисса точки АЧХ, ордината которой равна exp (-1) = 0,368.
Значения n, N для каждого из трех звеньев приведены в вариантах исходных данных (табл. 4.1).
2.1. Рассчитать АЧХ К1,2,3(v) каждого из трех звеньев по формуле (4.5), при этом значение v изменять от 0 до N через 10 единиц.
Рассчитать АЧХ системы K∑(v) из трех звеньев по формуле:
К∑(v) = K1(v) · K2(v) · K3(v). (4.6)
Расчет вести до тех пор, пока K∑(v) ≤0,025.
2.2. Построить график K∑(v).
По графику найти абсциссы N и ve точек, ординаты которых равны соответственно 0,025 и 0,368.
|
|
|
2.3. Рассчитать информационную плотность h каждого звена и всей системы в целом по формуле:
. (4.7)
2.4. Сделать вывод, почему информационная плотность системы ниже информационной плотности каждого звена в отдельности.
Варианты исходных данных для расчета
Форма сигнала – прямоугольный импульс, высота прямоугольника – М, ширина – t0 (значения М и t0 – в табл. 4.1).
Таблица 4.1.
| № варианта | М, В | t0, с | Звено записи | Звено преобразования | Звено воспроизведения | |||
| n1 | N1,Гц | n2 | N2,Гц | n3 | N3,Гц | |||
| 1.5 | 1,4 | 1,8 | ||||||
| 2,5 | 2,7 | 1,9 | ||||||
| 3,1 | 2,3 | 3,2 | ||||||
| 2,8 | 2,6 | 3,1 | ||||||
| 2,4 | 2,2 | 2,5 | ||||||
| 2,7 | 3,1 | 3,5 | ||||||
| 4,2 | 2,1 | 3,8 | ||||||
| 3,3 | 2,7 | 3,1 | ||||||
| 3,1 | 2,5 | 2,2 | ||||||
| 2,2 | 3,7 | 2,9 | ||||||
| 2,9 | 3,1 | 2,4 | ||||||
| 2,5 | 2,1 | 3,1 | ||||||
| 3,2 | 2,2 | 2,5 | ||||||
| 3,6 | 3,3 | 2,2 | ||||||
| 2,7 | 2,1 | 3,5 | ||||||
| 1,5 | 2,5 | 2.7 | ||||||
| 1,8 | 2,3 | 3,5 | ||||||
| 2,3 | 3,2 | 3,8 | ||||||
| 2,8 | 1,3 | 2,1 | ||||||
| 3,1 | 2,1 | 2,7 |
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕОРИЯ И УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ»
1. Сигнал, информация. Определения. Примеры.
2. Детерминированные и случайные сигналы. Определения. Примеры.
3. Непрерывные, дискретные, квантованные сигналы. Определения. Примеры.
4. Классификация сигналов по физической природе. Понятия. Примеры.
5. Схема преобразования сигнала в измерительных устройствах.
6. Носители информации: одномерные, двумерные, трехмерные. Примеры.
7. Связь между сигналом и его спектральной плотностью. Формулы. Векторная интерпретация спектральной плотности.
|
|
|
8. Формулы для расчета АЧХ. Физический смысл АЧХ.
9. Формулы для расчета ФЧХ. Физический смысл ФЧХ.
10. Допущения о линейности системы. Принцип суперпозиции. Связь между сигналом на входе и выходе линейной системы.
11. Определение импульса через дельта-функцию Дирака. Определение и выделяющие свойства дельта-функции Дирака.
12. Допущение о нечувствительности системы к сдвигу. Инвариантность системы.
13. Понятие контраста и коэффициента передачи контраста.
14. Теорема свертки. Связь между ФЧХ сигнала на входе и выходе системы. ФЧХ системы фильтров.
15. Нахождение импульсной реакции системы фильтров по импульсной реакции составляющих звеньев.
16. Теорема Котельникова о передаче сигналов с дискретизацией. Понятие идеальных фильтров.
17. АЧХ и импульсная реакция идеальных фильтров. Невозможность реализации.
18. Преобразование сигнала в системе “фильтр-дискретизатор-фильтр”. Формулы. Графики.
19. Искажения первого рода при дискретизации. Причины. Проявление. Способы предотвращения.
20. Искажения второго рода при дискретизации. Причины. Проявление. Способы предотвращения.
21. Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму.
22. Виды кодирования: амплитудная модуляция.
23. Виды кодирования: частотная и фазовая модуляция.
24. Случайные сигналы. Их характеристики.
25. Корреляционная и ковариационная функции.
26. Спектральные характеристики спектральных сигналов.
27. Шумы при передачи информации.
28. Отношение «сигнал/шум».
29. Особенности преобразования цветовых сигналов.
30. Количественная оценка цветовоспроизведения.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Гоноровский, И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов / И.С. Гоноровский.– М.: Радио и связь, 1986.
2. Кириллов, В.И. Телевидение и передача изображений: Учебное пособие / В.И. Кириллов, А.П. Ткаченко. – Минск: Вышэйшая школа, 1988.
3. ГОСТ 13699-74. Запись и воспроизведение информации. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1974.
4. Фризер, Х. Фотографическая регистрация информации / Х. Фризер. – М.: Мир, 1978.
5. Антипин, М.В. Квалиметрия кинотелевизионных систем / М.В. Антипин, В.Г. Андронов, К.Ф. Гласман. – Л.: ЛИКИ, 1976.
|
|
|
6. Гребенников, О.Ф. Основы записи и воспроизведения изображения (в кинематографе) / О.Ф. Гребенников. – М.: Искусство, 1982.
7. Оберхеттингер, Ф. Преобразование Фурье распределений и их обращения: Таблицы / Ф. Оберхеттингер. – М.: Наука, 1979.
8. Гусев, В.Г. Электроника / В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. – М.: Высшая школа, 1991.
9. Микрокомпьютеры в физиологии: Пер. с англ. / Под ред. П. Фрейзера. – М.: Мир, 1990.
10. Красильников, Н.Н. Теория передачи и восприятия изображений / Н.Н. Красильников. – М.: Радио и связь, 1986.
11. Дадашев, Р.С. Методы выделения и идентификации составляющих элементов медико-биологических сигналов / Р.С. Дадашев, Г.В. Семенов // В кн.: Аппаратура и методы медицинского контроля. – Л.: Медицина, 1982.
12. Мирошников, М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов: Учеб. пособие / М.М. Мирошников. – Л.: Машиностроение, 1983.
13. Якушенков, Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов / Ю.Г. Якушенков. – М.: Машиностроение, 1989.
14. Вендровский, К.В. Фотографическая структурометрия / К.В. Вендровский, А.И. Вейцман. – М.: Искусство, 1982.
15. Физика визуализации изображений в медицине: Пер. с англ. В 2 т. Т. 2 / Под. ред. С. Уэбба. – М.: Мир, 1991.
16. Полосин, Л.Л. Качественные показатели цветного изображения: Учеб. пособие / Л.Л. Полосин. – Л.: ЛИКИ, 1989.
|
|
|
