Grunnleggende signalbehandling

Digital signalbehandling er et fag i stor utvikling. Etterhvert som datamaskiner blir raskere gir det muligheter for flere og mer avanserte måter å analysere digitale signaler på. Jo bedre grunnleggende teoretisk forståelse en har av faget, jo lettere vil det være å følge med utviklingen. En god teoriforståelse er også viktig for å kunne vurdere de feilkilder som er involvert, og for å kunne ta praktiske måletekniske beslutninger. Radiografers og radiologers hverdag er etterhvert full av slike slike måletekniske beslutninger der valget en gjør kan få skjebnesvangert resultat for pasienten. Vi skal se noen praktiske eksempler på dette.

Dette er ment som basis for signalbehandlingsdelen i Medisinsk Bildebehandling, Modul3. En tar utgangspunkt i analoge signaler og analog signalbehandling. Ser videre på endel eksempler på signaltyper. Definerer spekteret til et signalet og ser på forskjellene mellom spekteret til periodiske og ikke periodiske signal. Introduserer digital signalbehandling med først å se på hvordan en omdanner et analogt signal til et digitalt signal (sampling) som kan håndteres av en datamaskin. Ser på endel egenskaper til digitale signaler og hvordan vi kan bruke datamaskinen til å regne på disse signalene. Undersøker spekteret til samplede og digitale signaler, og ender opp med FFT til et digitalt signal.

Pensun i kurset vil være definert ut fra det som er tatt med på denne web-siden sammen med utvalgte kapitler i [2] samt MATLAB oppgavene.  Endel av fremstillingen, eksempler og oppgaver er hentet fra [2] som brukes i faget Digital Signalbehandling på ingeniørhøgskolen i Bergen. [1] er anbefalt som   fordypningslitteratur.

Følgende sider i [2] er pensum:
side: 1-30, side: 43-74, side: 82-102.

Powerpoint presentasjon for nedlasting: del1, del2.

Innledning:

• Hva er signalbehandling?
  - Hva er et signal?
  - Hva går signalbehandling ut på?

• Digital signalbehandling
  - Hva er poenget med digital signalbehandling?
  - Eksempler på bruksområder?

Asspekter ved signalanalyse

• Ulike signaltyper

• Signalegenskaper

• Elementærfunksjoner

• Impulsfunksjoner

• Analog folding av to signaler

Signalanalyse for tidskontinuerlige signaler

• Frekvenskomponenter i et periodisk signal
  - Fourierrekke

• Frekvensspekteret for tidskontinuerlige signal.
  - Fouriertransformasjon av aperiodiske signaler.

Sampling og rekonstruksjon

• Analog til digital omformer

• Regning med digitale signaler i datamaskinen

• Rekonstruksjon

• Aliasing

Demonstrasjoner og øvelser med MATLAB

Referanser:

[1] Erik Huche. Digital Signalbehandling, Teknisk Forlag as., 1986, ISBN 87-571-0874-9 
Utvalgte deler, tilsammen ca. 60 sider.

[2] Terje M. Natås, Digital Signalbehandling for Ingeniører, Kompendium høsten 2000 SOE313 Digital Signalbehandling

Aktuelle linker:

• HowStuffWorks (Marshall Brain)

• IEEE litteratur innen signal og bilde prosessering

• SPLIB - Signal Processing url LIBrary.

• A Visual Guide to Digital Signal Analysis Principles, 

• SIGNALWORKS PTY LTD, noen interessante linker 

• Signal analyse kurs, University of washington, Dept. of Electrical Eng

• Numerical Recipes Home Page

• Analysis and processing of biomedical signals, Jørgen Arendt Jensen, Danmarks Tekniske Universitet, Lyngby.

• Analysis and processing of biomedical signals 
  Demonstration programs (in MATLAB),

• Introduction to Signal Processing, Sophocles J. Orfanidis

• Basic Signal Processing and Sampling, Pat Hanrahan

• Medical Image Processing, Jukka Heikkonen, Markus Varsta and José Millan from the Joint Research Centre of the European Commission Ispra site.