PROCESAMIENTOPROCESAMIENTODIGITAL DEDIGITAL DE

SEÑALESSEÑALES

PROCESAMIENTOPROCESAMIENTODIGITAL DEDIGITAL DE

SEÑALESSEÑALES

Definición

Es la rama de la ingeniería que seconcentra en las operaciones oalgoritmos matemáticos usados pararepresentar, transformar y manipular enun ambiente de cómputo digital, señalesdel mundo exterior que contieneninformación del mundo real, ejemplos:señal de voz, audio, imagen, video, etc.

Es la rama de la ingeniería que seconcentra en las operaciones oalgoritmos matemáticos usados pararepresentar, transformar y manipular enun ambiente de cómputo digital, señalesdel mundo exterior que contieneninformación del mundo real, ejemplos:señal de voz, audio, imagen, video, etc.

Procesamiento digital de audio

Es un tipo de procesamientodigital de señales especializadoen el tratamiento de la señal deaudio.

Aplicaciones:*Reproductores digitales deaudio (MP3).*Ecualizadores digitales*Efectos especiales de sonido(distorsión, eco, mezcladores).*Códecs de audio(videoconferencias y emisionesde medios de comunicación)

Aplicaciones:*Reproductores digitales deaudio (MP3).*Ecualizadores digitales*Efectos especiales de sonido(distorsión, eco, mezcladores).*Códecs de audio(videoconferencias y emisionesde medios de comunicación)

Códec (codificador-decodificador). Esun sistema desarrollado en softwareo hardware o una combinación deambos, capaz de transformar unaseñal a un flujo de datos ovisceversa. Sirve para comprimirseñales a un flujo de datos ydescomprimirlos para reproducirlos omanipularlos

Procesamiento digital de voz

El procesamiento de voz es elestudio de la señales de voz y lastécnicas de procesado de éstas

Aplicaciones:•Reconocimiento de voz, quetrata del análisis del contenidolingüístico de la voz.

•Reconocimiento del hablante,cuyo objetivo es identificar alhablante.

•Compresión y descompresión devoz.

•Análisis de voz, con propósitosmédicos para el análisis dedisfunciones vocales.

•Síntesis de voz, síntesis artificialdel habla, significa hablagenerada por computador.

Aplicaciones:•Reconocimiento de voz, quetrata del análisis del contenidolingüístico de la voz.

•Reconocimiento del hablante,cuyo objetivo es identificar alhablante.

•Compresión y descompresión devoz.

•Análisis de voz, con propósitosmédicos para el análisis dedisfunciones vocales.

•Síntesis de voz, síntesis artificialdel habla, significa hablagenerada por computador.

Procesamiento digital de imágenes

El procesamiento digital de imágenes es el conjunto de técnicasque se aplican a las imágenes digitales con el objetivo de: a) mejorarla calidad o facilitar la búsqueda de información. b) El procesamientode los datos contenidos en un escenario a través de una máquina depercepción autónoma.

Filtrado•Suavizar la imagen (reducir la cantidad devariaciones de intensidad entre píxelesvecinos).•Eliminar ruido: eliminar aquellos píxelescuyo nivel de intensidad es muy diferenteal de sus vecinos y cuyo origen puedeestar tanto en el proceso de adquisición dela imagen como en el de transmisión•Realzar bordes: destacar los bordes quese localizan en una imagen•Detectar bordes: detectar los píxelesdonde se produce un cambio brusco en lafunción intensidad.

Compresión y descompresión de imagen

Filtrado•Suavizar la imagen (reducir la cantidad devariaciones de intensidad entre píxelesvecinos).•Eliminar ruido: eliminar aquellos píxelescuyo nivel de intensidad es muy diferenteal de sus vecinos y cuyo origen puedeestar tanto en el proceso de adquisición dela imagen como en el de transmisión•Realzar bordes: destacar los bordes quese localizan en una imagen•Detectar bordes: detectar los píxelesdonde se produce un cambio brusco en lafunción intensidad.

Compresión y descompresión de imagen

Procesamiento digital de imágenes.

Aplicaciones:•Televisión digital•Cámaras digitales•grabado, lectura dedocumentos, cartografía,crecimiento de bacterias,metalurgia, modelacióngeológica, imágenes médicas,navegación autónoma,reconocimiento de objetos,astronomía, microscopía,periodismo y transferencia ycomparación de documentos

Aplicaciones:•Televisión digital•Cámaras digitales•grabado, lectura dedocumentos, cartografía,crecimiento de bacterias,metalurgia, modelacióngeológica, imágenes médicas,navegación autónoma,reconocimiento de objetos,astronomía, microscopía,periodismo y transferencia ycomparación de documentos

Ventajas del Procesamiento digital de señales

* La señal discreta (digital) es más fácil de transmitir almacenar omanipular.* La señal digital es inmune al ruido.* Los sistemas de procesamiento digital son programables permitiendomayor flexibilidad en la reconfiguración de aplicaciones.•Mayor precisión y mayor exactitud pueden ser obtenidas con sistemasdigitales, comparado con los correspondientes sistemas análogos.* Las señales digitales pueden ser almacenadas.*Detección y corrección de errores.* Se puede tomar una muestra y cambiar cualquiera de sus parámetrospara generar una señal diferente sin tener que recrearla en la realidad.* La señal digital permite la multigeneración infinita sin pérdidas decalidad.*Ante la pérdida de cierta cantidad de información, la señal digital puedeser reconstruida gracias a los sistema de regeneración de señales.* La señal digital puede ser enviada a casi cualquier punto del planeta encualquier momento a un muy bajo costo a través de internet y a partir deaquí puede ser reenviada a su remitente o a algún otro destino. Esto sinque la señal sufra variaciones o alteraciones de calidad severas.* Con el tiempo no se degrada.

* La señal discreta (digital) es más fácil de transmitir almacenar omanipular.* La señal digital es inmune al ruido.* Los sistemas de procesamiento digital son programables permitiendomayor flexibilidad en la reconfiguración de aplicaciones.•Mayor precisión y mayor exactitud pueden ser obtenidas con sistemasdigitales, comparado con los correspondientes sistemas análogos.* Las señales digitales pueden ser almacenadas.*Detección y corrección de errores.* Se puede tomar una muestra y cambiar cualquiera de sus parámetrospara generar una señal diferente sin tener que recrearla en la realidad.* La señal digital permite la multigeneración infinita sin pérdidas decalidad.*Ante la pérdida de cierta cantidad de información, la señal digital puedeser reconstruida gracias a los sistema de regeneración de señales.* La señal digital puede ser enviada a casi cualquier punto del planeta encualquier momento a un muy bajo costo a través de internet y a partir deaquí puede ser reenviada a su remitente o a algún otro destino. Esto sinque la señal sufra variaciones o alteraciones de calidad severas.* Con el tiempo no se degrada.

Desventajas del Procesamiento digital de señales

• Se necesita una conversión analógica-digital previa y unaconversión digital-analógica posterior, en el momento de larecepción.

• Hay una pérdida inherente de información al convertir lainformación continua en discreta. Por mínimo e insignificante queresulte siempre hay un error de cuantización que impide que laseñal digital sea exactamente equivalente a la analógica que laoriginó.

• La señal digital requiere mayor ancho de banda para sertransmitida que la señal analógica.

• Se necesita una conversión analógica-digital previa y unaconversión digital-analógica posterior, en el momento de larecepción.

• Hay una pérdida inherente de información al convertir lainformación continua en discreta. Por mínimo e insignificante queresulte siempre hay un error de cuantización que impide que laseñal digital sea exactamente equivalente a la analógica que laoriginó.

• La señal digital requiere mayor ancho de banda para sertransmitida que la señal analógica.

Otras areas en que se aplica el Procesamientodigital de señales

Comunicaciones:* Telefonía Celular* Teléfonos satélitales* Módems y LAN inalámbricas* Encriptado* Radar(radio detection and ranging, “detección y medición dedistancias por radiofrecuencia) y Sonar (SOund NAvigation andRanging y determinar por medio del sonido la presencia, localización onaturaleza de objetos en el mar).* Filtrado y compresión de audio y video* Reconocimiento de la palabra

Medicina:* Reducción de ruido y diagnóstico automático deelectrocardiogramas y electroencefalogramas* Formación de imágenes en tomografía axial computarizada(scanner),* Resonancia magnética nuclear y ecografía (ultrasonido).

Comunicaciones:* Telefonía Celular* Teléfonos satélitales* Módems y LAN inalámbricas* Encriptado* Radar(radio detection and ranging, “detección y medición dedistancias por radiofrecuencia) y Sonar (SOund NAvigation andRanging y determinar por medio del sonido la presencia, localización onaturaleza de objetos en el mar).* Filtrado y compresión de audio y video* Reconocimiento de la palabra

Medicina:* Reducción de ruido y diagnóstico automático deelectrocardiogramas y electroencefalogramas* Formación de imágenes en tomografía axial computarizada(scanner),* Resonancia magnética nuclear y ecografía (ultrasonido).

Otras áreas en que se aplica el Procesamientodigital de señales

Análisis de vibraciones en máquinas, para detectar tempranamente eldesgaste de rodamientos o engranajes.

Oceanografía: alerta temprana de maremotos o tsunamis cuando sepropagan en el océano abierto, en base a las características de esasondas que las diferencian de las olas y de las mareas; medición de laenergía de las olas

Astronomía: detección de planetas en estrellas lejanas, en base almovimiento oscilatorio que inducen en las estrellas alrededor de lascuales orbitan, búsqueda de patrones en las señales recibidas por losradiotelescopios, para detectar inteligencia extraterrestre (SETI).

Imágenes: mejora del brillo, contraste, colorido y nitidez, restauraciónde imágenesborrosas debido al movimiento de la cámara o del elemento fotografiado,

Análisis de vibraciones en máquinas, para detectar tempranamente eldesgaste de rodamientos o engranajes.

Oceanografía: alerta temprana de maremotos o tsunamis cuando sepropagan en el océano abierto, en base a las características de esasondas que las diferencian de las olas y de las mareas; medición de laenergía de las olas

Astronomía: detección de planetas en estrellas lejanas, en base almovimiento oscilatorio que inducen en las estrellas alrededor de lascuales orbitan, búsqueda de patrones en las señales recibidas por losradiotelescopios, para detectar inteligencia extraterrestre (SETI).

Imágenes: mejora del brillo, contraste, colorido y nitidez, restauraciónde imágenesborrosas debido al movimiento de la cámara o del elemento fotografiado,

PROCESADORPROCESADORDIGITAL DEDIGITAL DE

SEÑALESSEÑALES

PROCESADORPROCESADORDIGITAL DEDIGITAL DE

SEÑALESSEÑALES

Definición

Un procesador digital de señales es unsistema de hardware constituido por unmicroprocesador especializado y diseñadoespecíficamente para realizar operaciones deprocesamiento de señales digitales entiempo real. Hoy en día incluye además unconvertidor A/D y D/A.

Un procesador digital de señales es unsistema de hardware constituido por unmicroprocesador especializado y diseñadoespecíficamente para realizar operaciones deprocesamiento de señales digitales entiempo real. Hoy en día incluye además unconvertidor A/D y D/A.

Esquema de un Sistema DSP