260 likes | 673 Views
T ΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Πτυχιακή Εργασία ΓΡΗΓΟΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER Όνομα Σπουδαστή: Στρεμπένης Γεώργιος Επιβλέπων Καθηγητής: Δρ.Αναστάσιος Μπαλουκτσής. Σύντομη Περιγραφή.
E N D
TΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Πτυχιακή Εργασία ΓΡΗΓΟΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER Όνομα Σπουδαστή: Στρεμπένης Γεώργιος Επιβλέπων Καθηγητής: Δρ.Αναστάσιος Μπαλουκτσής
Σύντομη Περιγραφή Ο DFT είναι ένα από τα πιο σπουδαία εργαλεία στη ψηφιακή επεξεργασία σήματος. Στην πτυχιακή θα αναπτυχθούν οι αλγόριθμοι DIT και DIF οι οποίοι μειώνουν κατά πολύ τον αριθμό των απαιτούμενων πράξεων όταν το πλήθος των διακριτών σημείων της συνάρτησης είναι μεγάλο. Εισαγωγή Η ανάλυση Fourier είναι μια οικογένεια μαθηματικών τεχνικών, με την χρήση των οποίων επιδιώκεται η ανάλυση των σημάτων σε ημιτονοειδής συναρτήσεις διαφορετικού πλάτους και φάσης και ονομάστηκε έτσι από τον Γάλλο μαθηματικό και φυσικό J.B.J.Fourier (1768-1830)
Τύποι Μετασχηματισμού Fourier Μετασχηματισμός Fourier Αντίστροφος μετασχηματισμός Σειρά Fourier
Τύποι Μετασχηματισμού Fourier (συνέχεια) Μετασχηματισμός Fourier Διακριτού Χρόνου Αντίστροφος μετασχηματισμός Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier
Γρήγορος Μετασχηματισμός Fourier(FFT) O FFT είναι ένα πλήθος από διαφορετικούς αλγορίθμους για τον υπολογισμό του DFT έχοντας κοινό χαρακτηριστικό να διαιρούν το πρόβλημα σε πανομοιότυπα μικρότερα προβλήματα και να χρειάζονται μόνο (Ν/2)log2N μιγαδικούς πολλαπλασιασμούς για τον υπολογισμό ενός DFT N-σημείων. όπου
Κατηγορίες FFT Κατηγορία 1 Αλγόριθμοι FFT διαίρεσης στο χρόνο (DIT) Αλγόριθμοι FFT διαίρεσης στη συχνότητα (DIF) Κατηγορία 2 Αλγόριθμοι FFT σε θέση (In-Place) Αλγόριθμοι FFT φυσικής εισόδου-εξόδου (Natural Input-Output)
Αλγόριθμοι FFT διαίρεσης στο χρόνο Έστω δείγμα f[n] αποτελείται από ένα αριθμό στοιχείων, ο οποίος μπορεί να εκφρασθεί ως δύναμη του 2. Τα δεδομένα χωρίζονται σε δύο ομάδες, εκ των οποίων η μια περιλαμβάνει τα δεδομένα με άρτιο δείκτη και η άλλη με περιττό δείκτη Για
Αλγόριθμοι FFT διαίρεσης στο χρόνο(συνέχεια) Και Για Άρα έχουμε: για ή
Επεξήγηση υπολογιστικής δομής πεταλούδας Οι υπολογισμοί μετά τους DFT μετασχηματισμούς γίνονται σύμφωνα με τις παραπάνω σχέσεις με μια υπολογιστική δομή που ονομάζεται «πεταλούδα». Παράδειγμα για Ν=2 Έστω x(n) για
Επεξήγηση υπολογιστικής δομής πεταλούδας (συνέχεια) Για k=1 Άρα για Σχήμα Πεταλούδας
Αλγόριθμοι FFT διαίρεση στη συχνότητα(DIF) Οι συντελεστές F[k] χωρίζονται σε δύο ομάδες, εκ των οποίων η μία περιλαμβάνειτους συντελεστές με άρτιο δείκτη και η άλλη με περιττό δείκτη.
Αλγόριθμοι FFT διαίρεση στη συχνότητα (DIF ) Για τους συντελεστές με περιττό δείκτη ισχύει:
Χρήση προγράμματος Matlab Παράδειγμα DIT για Ν=8 εισάγοντας τιμές από πληκτρολόγιο
Παράδειγμα DIT για Ν=8 εισάγοντας τιμές από αρχείο excel
Παράδειγμα DIF για Ν=8 εισάγοντας τιμές από πληκτρολόγιο
Παράδειγμα DIF για Ν=8 εισάγοντας τιμές από αρχείο excel
Τέλος παρουσίασης Ευχαριστώ θερμά τον επιβλέπων καθηγητή Δρ. Αναστάσιο Μπαλουκτσή για την συνεργασία και την πολύτιμη βοήθεια που μου πρόσφερε ώστε να υλοποιηθεί η εργασία αυτή.