Курсовая работа по дисциплине: «Методы цифровой обработки сигналов» «Исследование влияния конечной разрядности алу спецпроцессора на точность результатов при выполнении линейной фильтрации сигналов»



Скачать 205,23 Kb.
страница1/2
Дата01.04.2018
Размер205,23 Kb.
  1   2
Университет ИТМО

Курсовая работа

по дисциплине: «Методы цифровой обработки сигналов»

«Исследование влияния конечной разрядности АЛУ спецпроцессора на точность результатов при выполнении линейной фильтрации сигналов»

Выполнил:

студент IV курса

группы P3415

Припадчев Артём

Проверит:

Тропченко А.А.

Санкт-Петербург

2015

Оглавление


Цель работы 3

Исходная задача 3

Необходимо выполнить следующее: 3

Вариант задания 3

Теоретическое описание 4

Исходный код программы для исходных данных, заданных в формате с плавающей точкой 5

Исходный код программы для исходных данных, заданных в формате с фиксированной точкой 7

Результаты работы 9

Вывод 11

Литература 11




Цель работы


Изучение влияния конечной разрядной сетки специализированного процессора при выполнении линейной фильтрации сигналов на точность формируемого результата.

Исходная задача


Имеется специализированный процессор, реализующий заданную процедуру линейной фильтрации сигналов. Данный процессор предназначен для обработки данных в формате с фиксированной точкой при конечной длине разрядной сетки. При этом исходные данные (дискретные отсчеты сигнала) являются целыми числами со знаком разрядности n1 двоичных разрядов, а весовые коэффициенты – числа со знаком разрядности n2 двоичных разрядов (из диапазона 0.0 < |w| < 1.0).

Разрядность промежуточных и конечных результатов – n3 двоичных разрядов.

При ограниченной разрядной сетке и использовании форматов чисел с фиксированной точкой и целых чисел при вычислении возникает значительная погрешность, искажающая результаты обработки по сравнению с ожидаемыми.

Необходимо выполнить следующее:


  1. Разработать алгоритм и написать программу, реализующую заданный согласно номеру варианта алгоритм линейной фильтрации, полагая использование форматов чисел с плавающей точкой для исходных данных и получаемых результатов (Этап 1).

  2. Разработать алгоритм и написать программу, реализующую тот же алгоритм линейной фильтрации, полагая использование форматов чисел с фиксированной точкой для исходных данных и получаемых результатов с учетом заданной разрядности n1, n2, n3 (Этап 2).

  3. Этап 3. Используя полученные в результате этапа 1 программные средства для получения эталонных результатов:

  • построить зависимости среднеквадратичной погрешности от длины N обрабатываемого вектора данных и (или) длины ядра преобразования W;

  • проанализировать влияние на точность формируемого результата способа формирования мало разрядного результата – с отсечением младших разрядов, с отсечением и увеличением младшего разряда на единицу, с округлением;

  • построить зависимости СКО от длины обрабатываемого вектора для всех трех указанных способов округления;

  • построить зависимости СКО от длины обрабатываемого вектора (при формировании результата с округлением) при изменении:

    • разрядности исходных данных на 2 и 4 бита при той же разрядности весовых множителей;

    • разрядности весовых множителей на 2 и 4 бита при неизменной разрядности исходных данных.

Вариант задания


Реализовать БПХ при N = 8 – 1024; n1=10, n2 = 12, n3 = 16

Теоретическое описание


Алгоритм быстрого преобразования Хартли по своей сути схож с другими подобными методами преобразования, например, преобразованиями Фурье. Суть методов заключается в преобразовании исходных отсчетов сигнала в некоторый результирующий вектор отсчетов, при этом остается возможным обратная операция преобразования. Так, имея исходный сигнал, мы можем разложить его на составляющие сигнал гармоники, и проводить с ним все необходимые операции: фильтрация (отбрасывание ненужных гармоник), передача и обратное преобразование сигнала (при потере нескольких гармоник сигнал все равно можно восстановить, хотя и с потерей качества. Особенно актуально при передаче мультимедиа).

Дискретное преобразование Хартли является аналогом дискретного преобразования Фурье для вещественных данных. Преобразование Хартли принимает вещественную последовательность, результатом также является вещественная последовательность:



Некоторое время считалось, что преобразование Хартли может быть более быстрой альтернативой вещественному преобразованию Фурье, однако впоследствии было выяснено, что существуют алгоритмы FFT, чуть более эффективные, чем соответствующие им алгоритмы FHT. Таким образом, в настоящее время преобразование Хартли очень редко используется в практической работе.




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница