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Vantagens do processamentodigital de sinais
• Melhor qualidade do sinal usando mais bits
• Independe do ambiente (temperatura, tolerância de componentes, etc.)
• Processamento mais complicado (decisões)
• Flexibilidade através de programabilidade
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a . D elta fu n c tio n b . S hift an d su b trac t
Exemplo de processamento de imagens
original sombreamento
-k /8-k /8
-k /8
-k /8 -k /8 -k /8
-k /8
k + 1
-1 /8-1 /8
-1 /8
-1 /8 -1 /8 -1 /8
-1 /8
-1 /8
1 -k /8
c . E d g e d e tec tio n d . E d g e en h a nc em en trealçar contrastedetectar bordas
Exemplos de processamento de imagens
Exemplo de processamento de imagenspor morfologia
original erosão dilatação
abertura fechamento
Exemplo de uso de morfologiapara processamento de impressões digitais
original extração de borda
8 p ixe ls
4 2 2 8 3 5 2 8 4 2 4 9 3 5 4 2
4 9 4 9 3 5 2 8 3 5 3 5 3 5 4 2
4 2 2 1 2 1 2 8 4 2 3 5 4 2 2 8
2 1 3 5 3 5 4 2 4 2 2 8 2 8 1 4
5 6 7 0 7 7 8 4 9 1 2 8 2 8 2 1
7 0 1 26 1 33 1 47 1 61 9 1 3 5 1 4
1 26 2 03 1 89 1 82 1 75 1 75 3 5 2 1
4 9 1 89 2 45 2 10 1 82 8 4 2 1 3 5
1 54 1 54 1 75 1 82 1 89 1 68 2 17 1 75
1 54 1 47 1 68 1 54 1 68 1 68 1 96 1 75
1 75 1 54 2 03 1 75 1 89 1 82 1 96 1 82
1 75 1 68 1 68 1 68 1 40 1 75 1 68 2 03
1 33 1 68 1 54 1 96 1 75 1 89 2 03 1 54
1 68 1 61 1 61 1 68 1 54 1 54 1 89 1 89
1 47 1 61 1 75 1 82 1 89 1 75 2 17 1 75
1 75 1 75 2 03 1 75 1 89 1 75 1 75 1 82
2 31 2 24 2 24 2 17 2 17 2 03 1 89 1 96
2 10 2 17 2 03 1 89 2 03 2 24 2 17 2 24
1 96 2 17 2 10 2 24 2 03 2 03 1 96 1 89
2 10 2 03 1 96 2 03 1 82 2 03 1 82 1 89
2 03 2 24 2 03 2 17 1 96 1 75 1 54 1 40
1 82 1 89 1 68 1 61 1 54 1 26 11 9 11 2
1 75 1 54 1 26 1 05 1 40 1 05 11 9 8 4
1 54 9 8 1 05 9 8 1 05 6 3 11 2 8 4
8 pi
xels
JPEG
Compressão de imagens usando DCT (JPEG)
3 coeficientes 6 coeficientes 15 coeficientes
original / 64 coeficientes
Dor140 dB10-2
130 dB10-3
-10 dB10-17
Audibilidade em 3 kHz0 dB10-16
10 dB10-15
Audibilidade em 10 kHz20 dB10-14
30 dB10-13
Audibilidade em 100 Hz40 dB10-12
50 dB10-11
Conversa normal60 dB10-10
70 dB10-9
80 dB10-8
Limite permitido para barulho industrial90 dB10-7
100 dB10-6
Martelo de pressão e trio elétrico110 dB10-5
Desconforto120 dB10-4
ExemploDecibel SPLWatts/cm2
Faixa dinâmica do ouvido humano
ampl
itud
e 23
bit
s
DSP dentro de um SoC
SoC = System ona chip
core DSPMicro-
controlador
RAM
D/A
circuitoanalógico
A/D
ROM
porta serial
circuito digital
Reusabilidade do DSP core
ASIC para processamento de voz
Telefone celulardigital
ASIC para áudio
Estéreode altaqualidade
ASIC para modem
Fax
Rede sem fio
Alternativas ao DSP
• Microprocessador de uso geral
• PC e estações de trabalho
• Circuito digital específico
• Inteiro sem sinal
• Inteiro com offset
• Sinal com Magnitude
• Complemento de dois
Representação em ponto fixo(já visto)
Representação em ponto flutuante
31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0M S B L S B M S B L S B
v = (-1)S × M × 2E-127
mantissaexponente
M = 1.m22m21m20...m0
Precisão na representaçãoem ponto flutuante
0.000012338627130.000012338628040.000012338628950.00001233862986
1.0000000001.0000001191.0000002381.000000358
1.9960937501.9960938691.9960939881.996094108
636.0312500636.0313110636.0313720636.0314331
217063424.0217063440.0217063456.0217063472.0
espaçamento = 0.00000000000091(1 parte em 13 milhões)
espaçamento = 0.000000119(1 parte em 8 milhões)
espaçamento = 0.000000119(1 parte em 17 milhões)
espaçamento = 0.0000610(1 parte em 10 milhões)
spacing = 16.0(1 parte em 14 milhões)
8 0 2 8 6 (1 2 M H z )
8 0 4 8 6 (3 3 M H z )
P E N T IU M(1 0 0 M H z )
T M S 3 2 0 C 4 0(4 0 M H z )
IN T E G E RA % = B % + C % 1 .6 0 .1 2 0 .0 4A % = B %! C % 1 .6 0 .1 2 0 .0 4A % = B % × C % 2 .7 0 .5 9 0 .1 3A % = B % ÷ C % 6 4 9 .2 1 .5
F L O AT IN G P O IN TA = B + C 3 3 2 .5 0 .5 0 0 .1 0A = B C 3 5 2 .5 0 .5 0 0 .1 0A = B × C 3 5 2 .5 0 .5 0 0 .1 0A = B ÷ C 4 9 4 .5 0 .8 7 0 .8 0A = S Q R (B ) 4 5 5 .3 1 .3 0 .9 0A = L O G (B ) 1 8 6 1 9 3 .4 1 .7A = E X P (B ) 2 4 6 2 5 5 .5 1 .7A = B ^ C 3 11 3 1 5 .3 2 .4A = S IN (B ) 2 6 2 3 0 6 .6 1 .1A = A R C TA N (B ) 1 6 8 2 1 4 .4 2 .2
UnidadeCentral deProcessamentoCPU
CoprocessadorMatemático
Memória Principal(Programa e Dados)
MemóriaCache