FPGA与数字信号处理

过去十几年,通信与多媒体技术的快速发展极大地扩展了数字信号处理(DSP)的应用范围.眼下正在发生的是,以更高的速度和更低的成本实现越来越复杂的算法,这是针对高级信息服更高带宽以及增强的多媒体处理能力等需求的日益增加的结果.一些高性能应用正在不断发展,其中包括高级有线和无线音频.数据和视频处理. 通信和多媒体应用的发展,如互联网通信.安全无线通信以及消费娱乐设备,都在驱动着对能够有效实现复数运算和信号处理算法的高性能设备的需求. 这些应用中需要一些典型的DSP算法包括快速傅里叶变换(FFT).离散…

转载--关于FPGA设计数字信号处理电路的心得

FPGA使用的越来越广泛,除了可用于设计控制电路以为,数字信号处理电路更是FPGA的强项和难点.个人可以说才刚刚入门FPGA设计,也做过一些数字信号处理方面的电路设计,记录下个人心得体会. (一)善用MATLAB来为设计做充分的准备和验证. 在学习EDA课程的时候,我们往往都是按照要求,直接打开QuartusII,噼里啪啦开始疯狂敲代码,然后仿真——不对——再改再仿真——还不对——再改直到仿真结果正确为止.不错,这的确是人们先入为主的一种方法.但这只是我们学习HDL语言,学习使用开发工具时候比较…

FPGA与数字图像处理技术

数字图像处理方法的重要性源于两个主要应用领域: 改善图像信息以便解释. 为存储.传输和表示而对图像数据进行处理,以便于机器自动理解. 图像处理(image processing): 用计算机对图像进行分析,以达到所需结果的技术.又称影像处理.一般指数字图像处理.数字图像是指用工业相机.摄像机.扫描仪等设备经过拍摄得到的一个大的二维数组,该数组的元素称为像素,其值称为灰度值.图像处理技术一般包括图像压缩,增强和复原,匹配.描述和识别3个部分. 常用方法: 图像变换:由于图像阵列很大,直接在空间域中…

数字信号处理专题（3）——FFT运算初探

一.前言 FFT运算是目前最常用的信号频谱分析算法.在本科学习数字信号处理这门课时一直在想:学这些东西有啥用?公式推来推去的,有实用价值么?到了研究生后期才知道,广义上的数字信号处理无处不在:手机等各种通信设备和WIFI的物理层信号处理.摄像头内的ISP.音频信号的去噪等.各种算法中,FFT是查看信号本质,也就是频谱的重要手段.之前仅直接调用FFT/IFFT IP核,今天深入探讨下算法本身和实现方案. 二.FFT运算原理及结构本文仅对FFT的核心思想.作用和算法结构进行介绍,FFT具体原理和公…

数字信号处理专题（1）——DDS函数发生器环路Demo

一.前言会FPGA硬件描述语言.设计思想和接口协议,掌握些基本的算法是非常重要的,因此开设本专题探讨些基于AD DA数字信号处理系统的一些简单算法,在数字通信信号分析与检测等领域都会或多或少有应用.我们还是从老生常谈的DDS函数发生器开始,讲解DAC ADC基本使用以及DDS算法原理与设计方式. 二.设计预期功能:基于ROM的频率可调DDS正弦函数发生器 DAC ADC型号与设计参数:DAC为AD9708,更新速率125MSPS,精度8bit:ADC为AD9280,采样率32MSPS,精度…

数字信号处理--FFT与蝶形算法

在数字信号处理中常常需要用到离散傅立叶变换(DFT),以获取信号的频域特征.尽管传统的DFT算法能够获取信号频域特征,但是算法计算量大,耗时长,不利于计算机实时对信号进行处理.因此至DFT被发现以来,在很长的一段时间内都不能被应用到实际的工程项目中,直到一种快速的离散傅立叶计算方法--FFT,被发现,离散傅立叶变换才在实际的工程中得到广泛应用.需要强调的是,FFT并不是一种新的频域特征获取方式,而是DFT的一种快速实现算法.本文就FFT的原理以及具体实现过程进行详尽讲解. DFT计算公式本文不…

数字信号处理与音频处理（使用Audition）

前一阵子由于考博学习须要,看了<数字信号处理>,之前一直不清除这门课的理论在哪里应用比較广泛. 这次正巧用Audition处理了一段音频,猛然发现<数字信号处理>这门课还是很实用的,在音频处理领域至少是这样.在此记录一下几步简单操作. 一．频谱打开Audition.拖入一段音频.默认打开的是音频时域的波形图.波形图的横坐标是时间,纵坐标是採样值的大小. 上面那个图事实上就是音频文件里全部採样点连起来的一条线,只是因为採样点太密集了,所以根本看不出来採样点了.把波形图不停地放大,放…

数字信号处理MATLAB简单序列

数字信号处理应用的几个基本序列: 1 单位样本序列 function mainImseq() clc clear disp('生成抽样序列'); y=imseq(,,); %调用样本函数,此时序列下标以1开头(~5之间5个数,下标为1的抽样值为1) %子函数imseq:抽样函数 function [x,n]=imseq(n0,n1,n2) n=[n1:n2]; x=[(n-n0) == ] 2 单位阶越序列产生u(n) function mainImseq() clc clear disp('…

基于FPGA的数字识别的实现

欢迎大家关注我的微信公众号:FPGA开源工作室基于FPGA的数字识别的实现二作者:lee神 1 背景知识 1.1基于FPGA的数字识别的方法通常,针对印刷体数字识别使用的算法有:基于模版匹配的识别方法.基于BP 神经网络的识别方法.基于数字特征的识别方法等.下文将对这几种算法进行讨论以及比较. 1>模版匹配法模版匹配法是一种被较早应用的数字识别算法,该算法的关键是对所要识别的所有数字进行模版构建,之后将图像中的数字与所有的数字模版一一进行比较,计算出图像中数字与每个模版…

现代数字信号处理——AR模型

1. AR模型概念观 AR模型是一种线性预测,即已知N个数据,可由模型推出第N点前面或后面的数据(设推出P点),所以其本质类似于插值,其目的都是为了增加有效数据,只是AR模型是由N点递推,而插值是由两点(或少数几点)去推导多点,所以AR模型要比插值方法效果更好. 数字信号处理功率谱估计方法分经典功率谱估计和现代功率谱估计,现代功率谱估计以参数模型功率谱估计为代表,参数功率谱模型如下: u(n) ——> H(z) ——> x(n) 参数模型的基本思路是: —— 参数模型假设研究…

如何使用Matlab做数字信号处理的仿真1

例如第三版数字信号处理P51 -1.14习题时域离散信号的相关性研究x(n)=Asin(ωn)+u(n),其中ω=π/16,u(n)是白噪声,现要求 ⑴.产生均值为0,功率P=0.1的均匀分布白噪声u(n),求u(n)自相关函数ru(m) ⑵.使x(n)的信噪比10dB决定A的数值并画出x(n)的图形及其自相关函数的图形 (1) 1 新建一个matlab脚本---edit 文件名.m 2 然后再.m后缀的文件中编写代码 3 在脚本中调试:直接打文件名+回车键就可以调试了, 4 过一会会出现…

FS，FT，DFS，DTFT，DFT，FFT的联系和区别数字信号处理

DCT变换的原理及算法文库介绍对于初学数字信号处理(DSP)的人来说,这几种变换是最为头疼的,它们是数字信号处理的理论基础,贯穿整个信号的处理. 学习过<高等数学>和<信号与系统>这两门课的朋友,都知道时域上任意连续的周期信号可以分解为无限多个正弦信号之和,在频域上就表示为离散非周期的信号,即时域连续周期对应频域离散非周期的特点,这就是傅里叶级数展开(FS),它用于分析连续周期信号. FT是傅里叶变换,它主要用于分析连续非周期信号,由于信号是非周期的,它必包含了各种频率的信号,…

几幅图片弄清DFT、DTFT、DFS的关系数字信号处理

原址:http://www.cnblogs.com/BitArt/archive/2012/11/24/2786390.html 很多同学学习了数字信号处理之后,被里面的几个名词搞的晕头转向,比如DFT,DTFT,DFS,FFT,FT,FS等, FT和FS属于信号与系统课程的内容,是对连续时间信号的处理,这里就不过多讨论,只解释一下前四者的关系. 首先说明一下,我不是数字信号处理专家,因此这里只站在学生的角度以最浅显易懂的性质来解释问题,而不涉及到任何公式运算. 学过卷积,我们都知道有时域卷积定…

《数字信号处理》课程实验2 – FIR数字滤波器设计

一.FIR数字滤波器设计原理本实验采用窗函数法设计FIR数字低通滤波器.我们希望设计的滤波器系统函数如下: \(H_{d}\left( e^{jw} \right) = \left\{ \begin{array}{l} {e^{- jw\alpha},~~~\left| w \right| \leq w_{c}} \\ {0,~~~{\rm otherwise}} \\ \end{array} \right.\) 它对应的单位冲激响应是: \(h_{d}\left( n \right) =…

《数字信号处理》课程实验1 – FFT的实现

一.按时间抽选的基-2 FFT实现原理观察DIT(基2)FFT的流图(N点,N为2的幂次),可以总结出如下规律: (1)共有\(L=\log_2⁡N\)级蝶形运算: (2)输入倒位序,输出自然顺序: (3)第\(m\)级(\(m\)从1开始,下同)蝶形结对偶结点距离为\(2^{m-1}\): (4)第\(m\)级蝶形结计算公式: \(X_m (k)=X_{m-1} (k)+X_{m-1 } (k+2^{m-1} ) W_N^r\) \(X_m (k+2^{m-1} )=X_{m-1} (k)-…

FPGA经典：Verilog传奇与基于FPGA的数字图像处理原理及应用

一简述最近恶补基础知识,借了<<Verilog传奇>>,<基于FPGA的嵌入式图像处理系统设计>和<<基千FPGA的数字图像处理原理及应用>>这三本书. <<Verilog传奇>>是关于Verilog基础知识的,总共九章.由于书籍内容太多没时间看,故一般都是了解整本书的大致内容,遇到问题时能回忆起在那看过,再返回来仔细研究.后面两本书是图像处理的FPGA应用,有很多基本的图像处理操作,如常见的直方图技术,各种滤波,图像…

数字信号处理专题（2）——利用FPGA进行基本运算及特殊函数定点运算

一.前言 FPGA以擅长高速并行数据处理而闻名,从有线/无线通信到图像处理中各种DSP算法,再到现今火爆的AI应用,都离不开卷积.滤波.变换等基本的数学运算.但由于FPGA的硬件结构和开发特性使得其对很多算法不友好,之前本人零散地总结和转载了些基本的数学运算在FPGA中的实现方式,今天做一个系统的总结归纳. 二.FPGA中的加减乘除 1.硬件资源 Xilinx 7系列的FPGA中有DSP Slice ,叫做“DSP48E1”这一专用硬件资源,这是一个功能强大的计算单元,单就用于基本运算的部分有加…

FPGA图案--数字表示(代码+波形)

在数字逻辑系统,仅仅存在高低.所以用它只代表一个整数数字.并且有3代表性的种类.这是:原码表示(符号加绝对值值).反码表示(加-minus标志)而补码(符号加补).这三个在FPGA中都有着广泛的应用.以下分别讨论. 1.原码表示法原码表示法是机器数的一种简单的表示法.採用符号位级联绝对值的方法表示数字.其最高位为符号位,用0表示正数,1表示负数:其余部分为绝对数值部分.原码一般用二进制形式表示. 比如,X1 = +1010110,X2 = -1001010,则其原码分别为:01010110和1…

Python中的音频和数字信号处理（DSP）

翻译自Python For Engineers. 1. 创建一个正弦波在这个项目中,我们将创建一个正弦波,并将其保存为wav文件. 但在此之前,你应该知道一些理论. 频率:频率是正弦波重复一秒的次数.我将使用1KHz的频率. 采样率:大多数现实世界的信号是模拟的,而计算机是数字的.因此,我们需要一个模数转换器将模拟信号转换为数字信号.有关转换器如何工作的详细信息超出了本书的范围.关键是采样率,即转换器每秒采样模拟信号的次数. 现在,采样率对我们来说并不重要,因为我们正在以数字方式完成所有工作,…

基于FPGA的数字秒表（数码管显示模块和按键消抖）实现

本文主要是学习按键消抖和数码管动态显示,秒表显示什么的,个人认为,拿FPGA做秒表真是嫌钱多. 感谢感谢学校和至芯科技,笔者专业最近去北京至芯科技培训交流了一周.老师的经验还是可以的,优化了自己的代码也学习了新的知识.北京是个好地方,故宫没有想象中的那么大,但人真是多到密集恐惧症.至芯科技的最小开发板设计的一般般... 言归正传,本次主要实现数字数码管的主要功能,按键触发:秒表开始,暂停,记录,回显.一共四个按键,第一个按键控制全局复位,第二个按键控制秒表的开始与暂停,第三个按键控制秒表在运行…

数字信号处理--Z变换，傅里叶变换，拉普拉斯变换

傅立叶变换.拉普拉斯变换.Z变换最全攻略作者:时间:2015-07-19来源:网络傅立叶变换.拉普拉斯变换.Z变换的联系?他们的本质和区别是什么?为什么要进行这些变换.研究的都是什么?从几方面讨论下. 本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/277444.htm 这三种变换都非常重要!任何理工学科都不可避免需要这些变换. 傅立叶变换,拉普拉斯变换,Z变换的意义 [傅里叶变换]在物理学.数论.组合数学.信号处理.概率论.统计学.密码学.声学.光学…

数字信号处理实验（一）——DTFT

1.MATLAB自编绘图函数 function [] = signal_write(X,w,flag) % X:数据 % w:频率向量 magX=abs(X);angX=angle(X); realX=real(X);imagX=imag(X); ) figure(); magX=abs(X);angX=angle(X); realX=real(X);imagX=imag(X); subplot(,,);plot(w/pi,magX);grid xlabel('以pi为单位的频率');title…

数字信号处理实验（五）——IIR滤波器的设计

一.使用自编函数设计IIR滤波器 1.冲激响应法 (1)注给出的数字滤波器指标先化成模拟指标 (2)设计出模拟滤波器: (3)使用冲激响应法转化成数字滤波器 (4)一个demo clear all; wp=0.2*pi; %数字指标 ws=0.3*pi; Rp=; As=; T=;Fs=/T; %冲激响应法 [cs,ds]=afd_butt(wp/T,ws/T,Rp,As); [b,a]=imp_invr(cs,ds,T); [C,B,A]=dir2par(b,a) [db,mag,pha,gr…

【机器学习】【数字信号处理】矢量量化（Vector Quantization）

http://blog.csdn.net/zouxy09 这学期有<语音信号处理>这门课,快考试了,所以也要了解了解相关的知识点.呵呵,平时没怎么听课,现在只能抱佛脚了.顺便也总结总结,好让自己的知识架构清晰点,也和大家分享下.下面总结的是第三个知识点:VQ.因为花的时间不多,所以可能会有不少说的不妥的地方,还望大家指正.谢谢. 矢量量化(VQ,Vector Quantization)是一种极其重要的信号压缩方法.VQ在语音信号处理中占十分重要的地位.广泛应用于语音编码.语音识别和语音合成等领…

CSD编码----数字信号处理--006

有符号数(Signed Digit Number , SD) SD编码 1.有三重值 {0,1,-1} 2.应用在不用进位的加法器或乘法器中能够降低复杂性因为通常可以通过非零元素的数来估计乘法的工作量,而应用SD表示法可以降低乘法的工作量.统计表明,数字的二进制补码中有一半数字是零,对于SD码,零元素的密度增加到三分之二 3.SD表示方法不是唯一的举例如下:用SD表示十进制数15(15=1111 16=10000) 15=16-1 = 1000(-1) 15=16-2+1 = 100(-1…

数字信号处理--FFT

FFT是离散傅立叶变换的快速算法,可以将一个信号变换到频域.有些信号在时域上是很难看出什么特征的,但是如果变换到频域之后,就很容易看出特征了.这就是很多信号分析采用FFT变换的原因.另外,FFT可以将一个信号的频谱提取出来,这在频谱分析方面也是经常用的. 虽然很多人都知道FFT是什么,可以用来做什么,怎么去做,但是却不知道FFT之后的结果是什意思.如何决定要使用多少点来做FFT. 现在圈圈就根据实际经验来说说FFT结果的具体物理意义.一个模拟信号,经过ADC采样之后,就变成了数字信号.采样定理告…