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

00

0

0 0 0

0

0

1

00

0

0 0 -1

0

0

1

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