ث ب ذسا

دطغ وبضقبؾی

DSPثب اؾشفبز اظ عطاحی دیبز ؾبظی فیشط خه

یضؾش یطحؿیا

اؾشبز ضاب: زوشط حؿ ظاز

2

فشست هطبلت

2 .................................................................................................... هطبلت فهشست

4 .................................................................................................................. ا فه

DSP ........................................................................................................... 4 یؼطف

4 ..............................................................................................................:هقذهه

5 .................................................... :تبلیجید یهب گنبلیس پشداصش یثشا هوجود یهب نهیگض

DSP 7 ..................................................................................................... ست؟یچ

8 ............................................................... :یتبلیجید یهب گنبلیس پشداصش عولکشد ءنحوه

Digital Signal Processors : ............................................................... 8 اص استفبده دلیل

9 ............................................................................................ :كننذه ضشة تبسیخچه

DSP ................................................................................................... 01 خچهیتبس

DSP ........................................................................................ 01 یهب پشداصنذه انواع

Stored Program Machines: ........................................ 01))هشذ رخیشه ءثشنبهه ثب هبشین

04 ................................................................... است؟ تش هنبست DSP ثشای هعوبسی كذام

05 ................................................................................ :سایج DSP سیستن یك اجضای

DSP: ......................................................................... 06 یهب ستنیس یعول یكبسثشدهب

DSP : .................................................................................... 24 ستنیس كی یطشاح

DSP: ........................................................................................... 25 ثبصاس یثنذ ستجه

DSPششكت یهب Texas Instruments ءخبنواده TMS320: ............................................... 27

DSP ثبثت ضیهو TMSVC5510: ............................................................................... 28

TMS320VC5510 DSK: ....................................................................................... 29

31 ............................................................................................................... ز فه

WAVELET: ................................................................................................. 31 یسجس

10 ............................................................................................................ ذهیچک

3

10 .................................................................................................... التیتجذ انواع

12 .............................................................................................. :ولتیو یكبسثشدهب

11 ................................................................... (The Haar Wavelet Family)هبس ولتیو

14 ............................ (wavelets and orthogonal decompositions)هتعبهذ هیوتجض هب ولتیو

15 ................................. (The Orthogonal Decomposition Theorem)هتعبهذ هیتجض یتئوس

16 ............................................................................. (:the wavelet sons)پسش ولتیو

Multiresolution: ..................................................................................... 16 لیتحل

16 .................................................................... (:DENSITY PROPERTY)یچگبل تیخبص

18 ............................................................... پذس یهب ولتیو و هبدس یهب ولتیو نیث ساثطه

DAUBECHIES .................................................................................... 40 یهب ولتیو

44 ...........................گزس نییپب یلتشهبیف و گزس ثبال یلتشهبیف اص استفبده ثب هب ولتیو یسبص بدهیپ

46 ............................................................................................ ولتیو عکس لیتجذ

48 ............................................................................................................... ؾ فه

48 .......................................................................................................... ب شیاض

48 ..................................................... ولتیو لیتجذ یسبص بدهیپ یثشا استفبده هوسد تنیالگوس

51 ............................................. ولتیو لیتجذ عکس یسبص بدهیپ یثشا استفبده هوسد تنیالگوس

57 ............................................................................................................ چبض فه

TI MATLAB ..................... 57 سؾظ قس قش ثطب ثب قس قش زی یسجس ثطب ؿیمب

60 .............................................................................................................. ب یض

c55x: ....................................................... 60 یؾط DSP یب سطاق یض زی یسجس ثطب

61 ...................................................................................................... :بههثشن ششح

71 ................................................................................................... :ثشنبهه حیتوض

75 .................................................................................................................... بثغ

4

فصل اول

DSPؼشفی ه

هقذه:

یب بی ؾ ؿؿشؾیب بی ظب دیؾش)آبي(، ؾیب بی ظب ء ؾیب ب ث ؾ زؾش

ؾیب بیی و ضظا ثب آ ب ضثط ی قی، ؾیب بی آبي اس. زیدیشب سمؿی ی قس.

سغییطار ثی بیز زض زا ءاضای ؿشطؾیب بی آبي شغییطبی دیؾش ؿشس. ای ؾیب ب ز

ؿشس ثطای دطزاظـ آ ب ی سا اظ اىشطیه آبي و قب لغؼبر ساضی اوشی دؿی اؾز،

اؾشفبز ز.طوسا اظ حاؼ ددب ب ث ؾیب بی آبي رشفی حؿبؼ اؾز. ثطای ثب ـ

... حؿبؼ ؿشس. لشی و ب یه ؾیب زضیبفز ی وی، اسا بی ب ث نسا، چك بی ب ث ض

بی حؿی ب آ ضا ث یه ؾیب اىشطیىی سجسی وطز ث وبذیسط آبي ب، یؼی غع ی فطؾشس.

غع ب یه وبذیسط ثؿیبض لسضسس اؾز و ػىطز آ ؿجز ث وبذیسط بی زیدیشب ثی شب اؾز.

ب سب اعالػبر ضؾیس ضا سحی ی وس ثى ثب اؾشفبز اظ ای زاز ب سهی یطی یع ی وس. غط

. ثبثطای آ ؾیب بی ظب ؿؿش فمظ زض یه ؾطی اظ فبن بی ظبی كرهی سؼطیف قس ؿشس

قس.ب ی ساس سؾظ یه ضقش اظ اػساز و زاضای مساضبی دیؾش ؿشس، ثیب

ثهبثطای آ هب هی ؾیب بی زیدیشب زاضای مساضبی ؿؿش زض ظب زض زاه ؿهشس.

ساس سؾظ وبذیسطب یىطدطؾؿضب دطزاظـ قس.

آبلگ: سیستن بی هضیت بی

لیز اضظا ؾبزی زض ثؼضی اظ وبضثطزب :

o سضؼیف وس ب سمیز وس ب

o شطبی ؾبزفی

(دبی ثبس ؾیغGHz)

یعا ؾیب و

طخ ثطزاضی ثط ثی بیز

o زلز ثی بیز زض فطوب ؽ

o آ ػس خز كىالر طثط ث اذشالط فطوبؿی ثبظ ؾبظی

زلز ثی بیز زض زا

o یؿیاعجز یع وا شی

5

(:DSP) سیگبل بی دیجیتبلهضیت بی پشداصش

تکشاسپزیشی

o حؿبؾیز و ث ذغبی ف ب

o یطار زبغحؿبؾیز و ث س

o حؿبؾیز و ث ػا ظبی

زؾشب ب ءػىطز سمطیجب یىؿب زض

ساضبی سغجیك یبفش ثب لیز وشط

ثبال اختالل اص هصیت

زض ثؿیبضی اظ وبضثطزبDSP :ػىطز ثشط لیز اضظا سط ضا فطا ی وس. ثطای ثب ،

o رف وس بی دCD زض ثطاثط نفح بی طابف

وب، سحی C/C++ MATLABی ساس سؾظ ظثب بی ؾغح ثبال اظ لجی DSPاضیش بی

قجی ؾبظی قس. ػىطز اضیش ب ی ساس سؾظ یه وبذیسط قرهی ثطضؾی قس. ثبثطای یه

، سحی، قجی ؾبظی، آظبیف زاضی ؿجشب آؾب اؾز.اظ ظط عطاحی، سىب DSPؾیؿش

: DSPهحذدیت بی

دبی ثبس یه ؾیؿشDSP .ث ذبعط طخ ثطزاضی ؾبی ؾرز افعاضی خبجی حسز اؾز

یه ؾیؿشDSP زاضای ذغبی واشبظیؿی حبؾجبسی اؾز چ اضیش بیDSP سؾظ

حسز دیبز ؾبظی ی قس.ء زلز ؿشط ثیز ثب ،سؼساز ثبثشی

گضی بی هجد ثشای پشداصش سیگبل بی دیجیتبل:

اؾشفبز ی قس ػجبضسس DSP( ؾرز افعاضی و ث عض ؿشطز ثطای ؾیؿش بی platformسفط)دال 5

اظ:

ASIC (application-specific integrated circuits)لجی اظ سه ظضسطاق بی (1

2) FPGA(field-programmable gate arrays)

(μP/μCیىطدطؾؿضب یىطوشططبی ظض) (3

(DSP processors)دطزاظقطبی ؾیب بی زیدیشب ظض (4

application-specificثب قشبة زس بی ؾرز افعاضی وبثطز كرم) DSPدطزاظقطبی (5

hardware (HW) accelerators)

6

ASIC:

یب حهالسی و اظ اضیش بی DSLؼالثطای ظبیف كرهی اظ لجی ز بی ASICزؾشب بی

عطاحی قس اس. ای ؾبی ثب ثط یطی اظ ؼبضی ،اؾشفبز ی وس FFTسؾؼ یبفش ای بس

بی ظض ادب دطزاظقطذیی ؾطیغ سط اظ ضس و ظبیف حسزقب ضا اذشهبنی ذزقب لبز

زس.

:هضیت ب

o ؾطػز بؾت

o هطف سا و

o طزی و زاضزلیز بؾت ث اظای ػى

o اؼغبف دصیطی عطح

:ػیت ب

o لیز ظیبز ثطای سؾؼ زاز

o سر ظب ظیبزی ثطای سؾؼ زاز آ ب ع ی وكس

o دسز یؿى ثطبػس اؼغبف دصیطی ثطای

FPGA FPGAاظ ؼبضی اظی ػبیكب لسضر حبؾجبسی چكیطی ضا ثطای وبضایی ذیی ثبال فطا ب ثب اؾشفبز

ثبثطای ث عطاحب ؾیؿش ای اخبظ ضا ی ثبقس،ب لبث دیىطثسی دسز FPGAی وس. ؾرز افعاض

س، ؼبضی ثطای دیبز ؾبظی اضیش بیی و یبظس ػىطز ثبال لیز سیس و ؿشی زس و

ؾرز افعاضی ضا ثی ؾبظی وس.

:هضیت ب

o اؼغبف دصیطی ثیكشط ؿجز ثASIC

o ػىطز ثبال زض ثؼضی اظ وبضثطزب

o لبثیز اؾشفبز اظ ؾرز افعاض یىؿب ثطای وبضثطزبی رشف

:ػیت ب

o سر ظب ظیبزی ثطای سؾؼ زاز آ ب ع ی وكس

o ؿجز ثDSPب طا سط ؿشس

o جز ث ؿDSPب سا ثیكشطی هطف ی وس

o ؿجز ثDSPآ ب ث ثبظاض وسسط اؾز ءب ظب ػطض

7

(General-purpose μP/μCهیکشپشسسسب هیکشکتشلشبی و هظس)

یىطدطؾؿضب یىطوشططبی ظض ضظ ث ضظ ؾطیغ سط ی قس ی ساس ثطای ثؼضی اظ

بی دطزاظـ ؾیب بی زیدیشب ث وبضضس. سؼساز ظیبزی اظ حهالر اىشطیىی و او وبضثطز

وشط وس بی ذزوبض اظ ،سیس ی قس اظ ای دطزاظقطب اؾشفبز ی وس. ثطای ثب

ءی و ثطای سؾؼاثعاضبیاؾشفبز ی وس. ذزض سؼیك حضیىطوشططب ثطای وشط سض، سطع

زض DSPاؾشفبز ی قس ث عض وی اظ آ بیی و ثطای ؾیؿش بی μP/μCط افعاضی زؾشب بی

و وشط یبظس وبضایی ثطای سؼسازی اظ وبضثطزب زؾشطؼ ؿشس، دیكطفش سط لسضسسسط ؿشس. ثبثطای

سط ی وس. هطف سا دطزاظس ؿشس، طاح سؾؼ ضا ؾبز

DSP چیست؟

ی ثبقس. Digital Signal Processorیب Digital Signal Processingرفف DSPاغ

( قب بیف زیدیشبی ؾیب ب اؾشفبز Digital signal processingدطزاظـ ؾیب بی زیدیشب)

یب اؾشرطاج اعالػبر اظ ؾیب بی اظ ؾیؿش بی زیدیشبی ثطای سحی وطز، سغییط زاز، شذیط ؾبظی

زیدیشبی ی ثبقس.

DSP (digital signal processor ساض دشؼی اؾز و ثطای دطزاظـ زیشب ثب ؾطػز ثبال عطاحی قس )

، سهیط، ربثطار ... وبضثطز زاضز.نسااؾز زض

زاضای ؿشس لجی ؾبزی سؾؼ زاضای ثطسطی بیی اظ DSP، دطزاظس بی ASIC FPGAزض مبیؿ ثب

ب اظ ظط الشهبزی DSPزض ساض ثطای ثطظ ضؾبی ثطعطف وطز ثبي، ی ثبقس. لبثیز ثطب ضیعی دسز

ظض، μP/μcزض مبیؿ ثب ث ذهل زض وبضثطزبی و حد ثب نطف سط ؿشس. ASIC FPGAاظ

ز ثیكشط اضظا سط ؿشس. زاضای ثبظ ؾطیغ سط، DSPدطزاظس بی

8

:سیگبل بی دیجیتبلیػولکشد پشداصش ءح

ؾفب وبذیسط بی آبي اىشطیىی چ وبذیسط بی زیدیشب وبض اؾز شأآبي ب خب

ی صاضز، سىغی زیدیشب زض اذشیبض بیؿشس. ثبثطای ثطای ای و ثشای اظ لسضر ظیبز دطزاظقی و

اؾشفبز وی ثبیس:

خز سجسی ؾیىب آبي ث ؾیب اىشطیىی اؾشفبز وی. بس: یىطف.اظ یه جس

ثطای ای وبض اظ یه وی. زیدیشبىای ؾیب ضاADC (analog-to-digital covertor اؾشفبز )

ی وی.

دطزاظـ اعالػبر ث دبیب زاظـ وس. دؽ اظ ای و ػضا دط یوبذیسط ی ساس ای ؾیب زیدیشب

ثطای ای ظض اظ ث آبي سجسی قز سب ثطای ب لبث زضن ثبقس. زثبض ؾیب ذطخی ثبیس ضؾیس،

ؾیب آبی ضا ( اؾشفبز ی وی. ثطای ثب ثس ی ساس digital-to-analog convertor)DACیه

زضیبفز ی وس ضا ث نسا سجسی وس. DACو اظ یه

سب ظبی و فطزی ثشاس وبذیسط ثبثطای ثطای دطزاظـ زیدیشبی ؾیب، ثبیس آ ضا زثبض سجسی وی.

، عطاحی وس ای وبض اضظقف ضا زاضز. وبض ثبقسزیدیشبو چ وبذیسطبی ،آبی

: Digital Signal Processorsدلیل استفبد اص

یىطدطؾؿضبی وبض زض ادب ػیبر ضطة سمؿی ذیی وس ؿشس. آ ب ثطای ادب یه

وس. ثبثطای ػ ضطة ث ػ ضطة، یه ؾطی ػیبر قیفز، خغ سفطیك ضا ث عض شای اخطا ی

زض یه ؾیى خغ ث عض اظی،ػیبر قیفز ءثب ادب DSPؾیى بی ظیبزی یبظ زاضز. اب

9

ػ ضطة ضا ادب ی زس. ساضثسی آ ؿجشب دیچیس اؾز ث مساض لبث سخی سطاعیؿشض یبظ زاضز.

اب عیز آ ضطة وطز ذیی ؾطیغ اؾز و ثطای دطزاظـ ؾیب بی زیدیشب حیبسی ی ثبقس.

ی A=B×C+Dیبظس سؼساز ظیبزی حبؾجبر ث نضر ث عض عجیؼی ؾیب بی زیدیشبیدطزاظـ

ثبقس. قبیس ای ػ ؾبز ث ظط ثطؾس، اب لشی و ث ؾطػز یع یبظسی، اذشهبل زاز یه ؾرز

افعاض ثطای اخطای ای ػ ذیی فیس ذاس ثز.

طة، خغ شذیط ب زؾشض ػ یػ ای زاضس و ث آ ب اخبظ ی زس و ػیبر ض DSPثیكشط

( بیس Multiply,Accumulate) MACوطز شید ضا زض یه ؾیى ادب زس. ای زؾشض ػ ؼال

ی قز.

تبسیخچ ضشة کذ:

ساض دشغ، یه ضطة وس عطاحی وطزس و 10000آظبیكببی یى ثب اؾشفبز اظ 1971زض ؾب

ب ثبی ث 200، ضطة وطز زض 70ء ة ضا ادب ی زازس. زض ااؾظ زب ثبی ػ ضط 600فمظ زض

لبث لج، اىب دصیط قس. digitaln signal processorsعطاحی یه وبض ؼی سجسی قس. ثب ای وبض

عطح بی ای ذیی طا حدی ثزس اب ضطة وطز ؾطیغ اىب دصیط قس.

10

DSPتبسیخچ

ىطز بؾت ث خز آسس. اظ آ ظب ث ثؼس، ظب ضطة ػثب DSP، سطاق بی 1980ؾب بی زض اای

1980و اظ ظط سدبضی فك ثز، زض ؾب DSP، ای سطاق "DSP1" وبف یبفز.شوطز ث عض دیؾ

، ای TI بز قس.ثبظاض قس ثیكشط زض عطاحی بی زاذی اؾشف ءضا AT&T Bell Laboratoriesسؾظ

DSP سیس وطز. ب ای سطاق 1982فك سدبضی ضا زض ؾبTMS32010 ثز زض فطوبؽMHz5

(ns200.وبض ی وطز ) اطظ یهDSP 16 ( 16ثیشی ثب یعثبثز-bit fixed-point ) ب ثبی 5ی ساس زض

.ػ ضطة ضا ادب زس

DSPااع پشداصذ بی

ث نضر سدبضی زض زؾشطؼ ؿشس. زض خس ظیط سؼسازی اظ DSPااع رشفی اظ دطزاظس بی اطظ

ضایح ذالن قس اس. DSPدطزاضس بی

11

Analogاظ قطوز ، TMS320C2000 (C24x and C28x) ءذباز TIزض ط ؾبز اضظا لیز، اظ قطوز

Devices ءذباز ADSP-218x اظ قطوز Freescale ءذباز DSP568xx .ای دطزاظس بی لطاض زاضس

DSP قب ضطة وس بی ؾرز افعاضی قیفز زاز ؿشس زض ط ؾیى یه زؾشضػ ضا اخطا

چی آ ب اظ زؾشضػ بی دیچیس ای و چسی ػیبر ضا اظ لجی ضطة، خغ خسیس ی وس.

آ ب وبضایی ذة ضا طا ثب هطف ثطق ی وس، اؾشفبز ی وس.وطز آزضؼ اقبض ط اخطا

ؿجشب و فطا ی وس. ثبثطای ث عض ؿشطز زض ؾبی سضی، هطف وس ءضز اؾشفبز ءحبفظ

بی اىشطیىی، زضایضبی بضز زیؿه ز ب ث وبض ی ضس. ثطای ثب ذباز بی

TMS320C2000 DSP568xx خغ اسجی ثب وشط ثطای وبضثطزبی سضی اظ لجی وشط سض

ثی ؿشس. ،ذیی اظ یػی بی یىطوشططب زؾشب بی خبجی زاذ یه سطاق وطز

TI ،ADSP219xقطوز ؾبذز TMS320C5000 (C54x and C55x)ط دطزاظقطبی شؾظ قب

ADSP-BF5xx ؾبذز قطوزAnalog Devices DSP563xx ؾبذز قطوزFreescale .ی ثبقس

ثب ثط یطی اظ سطویت افعایف طخ والن ؼبضی بی ذیی دیكطفش سط طفش ای دطزاظس بی دیك

ػیك سط، زؾشضػ ء ب ؼال قب ذظ DSPزضس ث ػىطز ثبالیی زؾز یبثس. ای زؾش اظ لب

چسب)ثطای ای و زض ط ؾیى ث چسی زاز زؾز یبثس(، ءزؾشضػ بی دیچیس، ثبؼ زازوف،

احسبی اخطای اظی ثطای ای ػیبر ثیكشطی ث نضر قشبة زس بی ؾرز افعاضی اضبفی

قس. ای ( ی ثبMAC)قب ز احس ضطة خغ TMS320C55xاظی اخطا قس، ی ثبقس. ثطای ثب

12

ب ثب ثط یطی اظ هطف سا وشط، ػىطز ثشطی ضا فطا ی وس، ثبثطای ثیكشط زض DSPزؾش اظ

زضثی بی زیدیشبی، درف وس بی جی ثبی، زؾشب بی ثی ؾی، لوبضثطزبی لبث ح اظ

ض ی یطس. نسی سهیطی زؾشب بی وه قایی زیدیشبی ضز اؾشفبز لطا

اظ لجی فیشطوطز زاضای یػی بی DSP دیكطفش ثطای اضیش بی ضایح ضایح DSP بیای دطزاظس

ظیط ؿشس:

( احذبی ضشة جوغMACسشیغ ) – ػیبر ضطة خغ زض ثیكشط زؾشضػ بیDSP اظ

، ضطة وس خغ DSPی وطیك ث وبض ی ضس. دطزاظس ب FFTلجی فیشطی،

ضا زض یه ؾیى زؾشضػ وب MACوس ضا زض یه ؿیط زاز سطویت ی وس سب ػیبر

وس.

ثیكشط دطزاظس بی – دستشسی چذگب ءحبفظDSP اظ ؼبضی بضاضز انالح قس اؾشفبز ی

س زؾشضػ زاز ضا عب زاز ثشا ءثطب حبفظء وس سب ث زی خسا ثز حبفظ

ثبؼ زؾشطؾی ظب ث چسی زاز، اظ اظثطای دكشیجبی DSPدطزاظس بی .( وسfetchفچ)

زاز ثب لبثیز زؾشطؾی زب ءؿشم حبفظ ءبی زاذ سطاق چسب، ثبه بی حبفظ

اؾشفبز ی وس.

دطزاظس بی – هدبی آدسس دی هخصصDSP اغت ثطای ای و آزضؼ بی زاز ضا ث اظار

اخطای زؾشضػ ب سیس وس، احسبی اذشهبنی سیس آزضؼ زاز ضا ثب یىسیط سطویت ی

وس. ای احسب ؼال اظ آزضؼ زی زایط ای آزضؼ زی ثیز ؼىؼ ثطای ثؼضی اظ

اضیش بی كرم اؾشفبز ی وس.

دطزاظس بی ثیكشط – یژ ءبهکتشل ثش DSP دطزاظـ حم بی ثساظ (zero-overhead

looping) ثس اؾشفبز اظ ؾیى ؾبػز و ث ثطب یؽ ای اخبظ ضا ی زس سب یه حم ضا

حم یب دطـ ث اثشسای حم دیبز ؾبظی وس، اؾشفبز ءاضبفی ثطای خسیس وطز سؿز قبضس

وس. ی

زؾشضػ اخطا ءثطای ای و ث ػیبر ثیكشطی اخبظ زس و زض ط چطذ DSPای دطزاظس بی

قس، اظ ؾرز افعاض ث ذهل زؾشضػ بی دیچیس اؾشفبز ی وس.

ثب سف ضؾیس ث TMS320C6000 (C62x, C64x, and C67x)اظ لجی DSPسؼسازی اظ دطزاضس بی

وبضآسی دكشیجبی ی وس، اظ زؾشضػ بی ذیی Cثبال ؾبذز ؼبضی ای و اظ وبذبیط وبضایی

ثب نسض اخطای چسی زؾشضػ ؾبز ث اظار یىسیط ؾبز ای دكشیجبی ی وس. ای دطزاظس ب

13

اظ TMS320C6000ثطای ثب زض طخ والن ثبالسط، ث حس ثبالیی اظ زؾشضار اظی زؾز ی یبثس.

كز احس اخطای ثطب ضا فطا واؾشفبز ی وس (VLIW)ؼبضی زؾشضػ بی ذیی عالی

ی وس سب اخطای چبض سب كز زؾشضػ زض ط ؾیى ؾبػز یؿط قز. ای زؾشضػ ب حسزیز

ضا Cبثطای ثط ضی وبذبیط بی اسوی ضا ضی اؾشفبز اظ ضخیؿشطب زبی آزضؼ زی ی صاضس ث

ث VLIWاب اقىب اؾشفبز اظ زؾشضػ بی ؾبز ای اؾز و دطزاظس بی افعایف ی زس.

ثطب هطف سا ؿجشب ءزؾشضػ بی ثیكشطی ثطای ادب یه ظیف یبظ زاضس، ثبثطای ث حبفظ

ثب ػىطز ثبالیی و زاضس ؼال زض ؾیؿش بی ضازاضی DSPثیكشطی یبظ زاضس. ای دطزاظس بی

سهیطی دیكطفش، ظیطؾبذز بی ربثطار، ایؿشب بی انی ثی ؾی ؾیؿش بی وسی سهیط

ثالزض ثب ویفیز ظیبز ث وبض ی ضس.

:Stored Program Machines))رخیش شذ ءهبشیي ثب ثشبه

زض ط ؾیى ؾبػز ثبیس ث آ ب یبظ زاضس. (instruction) ػ ث زؾشض ، وطز وبضذیسطب ثطای وب

فمظ ثبیس آ ب ضا بثبقس، وبذیسط فش قز و چ وبضی ضا ادب زس. اط زؾشضار شذیط قس

ث ی قس.بیس Stored Program Machines وبذیسطبیی ( اخطا وس. چیfetchاوكی )

ی وس، ضی زاز ػیبر اوكی ضا ؾذؽ زاز زؾشض ػ یه اثشسا ب وبذیسط ػا

اظ ز Stored Program Machines ػیبر ضا ثطای شذیط قس ثطی طزاس.ادب ی زس شید

اؾشفبز ی von Neuman Harvard بی ث ب ع ؼبضی وبذیسط قبذش قس دط وبضثطز

سهیط ظیط ؾبذشبض ای ز ؼبضی ضا كب ی زس. وس.

:von Neumanهؼوبسی

زض یه حبفظ شذیط ی وس یه زؾشض ػ قب فطب ثطب زاز ضا von Neumanبقی بی

آ ادب ی قز، ی ثبقس. زض زاذ ای آزضؼ زاز ای و ػیبر ضی (operation commandػ )

( احس ضزی/ذطخی خز ALUبقی ب ز احس ػبیبر اؾبؾی ث ب بی احس حبؾج غك )

14

احس ضزی/ذطخی، ػیبر انی ضا اظ لجی ضطة، خغ، سفطیك ... ضا ادب ی زس. ALU زاضس.

ػس زاضز. خطیب زاز ذطخی ضا ثطظیف وشط

:Harvardهؼوبسی

، Harvardای اؾز و زض ؼبضی von Neuman ؼبضی Harvardسفبر ػس ثی ؼبضی

ؿیطبی اضؾب خساب ای ؿشس. ای بقی ضا لبزض ی ؾبظز سب زؾشض ػ ب ثطب زاز ءحبفظ

ض وبضایی بقی ضا ذیی ظیبز ثجز ی ضظز.زاز ضا ث عض عب اضؾب وس. ثبثطای ای ؾبذشب

:von Neuman Harvardتبسیخچ هؼوبسی

زض زاكب بضاضز ث خز آس. 1930زض ااذط ؾب بی Howard Aikenسؾظ Harvardؼبضی

ثب 1946زض ؾب Pennsylvaniaلبث اؾشفبز قس. زاكب 1944زض ؾب Harvard Mark ءثؾی

ای ؼبضی ضا زجب وطز. Electronic Numerical Integrator and Calculator (ENIAC)ؿشطـ

John von Neuman و یه ضیبضی زا دبضؾشبی ثز، یه ؼبضی ؾبز سط اضظا سط ضا دیكبز زاز و

ثؼس اؾشبساضز قس. زض ؾب اظ یه حبفظ ثطای ثطب زاز اؾشفبز ی وطز. ای ضا ح ؾبز اظ آ ظب ث

ضا ؾبذز. von Neumanای بقی Princetonؤؾؿؿ غبؼبر دیكطفش زض 1951

هبست تش است؟ DSPکذام هؼوبسی ثشای

اؾشفبز ی وس، von Neumanثب ؼبضی اظ دطزاظـ طبیی وبذیسط بی قرهی ضایح ظض،

ظب دطزاظـ ثطای ، ذبل وبضثطز ثب ثیكشط زض یىطدطؾؿضب Harvardزض حبی و ؼبضی

(real-time) ( وبضثطز بی خبؾبظی قسembedded applications) .اؾشفبز ی قز

DSP ب ؼال اظ ؼبضیHarvard اؾشفبز ی وس. اقىب اؾشفبز اض ؼبضیHarvard ای اؾز و

اظ حب فظ ثطب زاز خسا اؾشفبز ی وس، ث ز ثطاثط دی آزضؼ زاز ضی چیخ چ ای ؼبضی

ز ثطاثط حبفظ ذبضخی یبظ زاضز. شب ؾفب ثب افعایف سؼساز دی ب یب چیخ ب، لیز یع افعایف دیسا ی

سىی اثساع وطزس : یه ثبؼ وس. عطاحب اىشطیىی و ثب ای كى ضثط ثزس، یه ضا ح قسا

زض یه ؾیى ؾبػز ثطب زاز زاذی اؾشفبز ی قز.خسا اظ ز یب ثیكشط ثبؼ زاز آزضؼ ثیطی

اعالػبر ثطب ضی دی ب خبضی ی قز زض ؾیى ثؼسی زاز ضی ب دی ب خطیب ی یبثس.

چی بقی بیی ؼبضی زاز ضا ی قس. ؾذؽ اعالػبر ثطب زاز ث ثبؼ زاذی خسا ثطب

von Neumanبضاضز انالح قس بیس ی قس. چ ؼبضی زاذی آ بضاز ؼبضی ذبضخی آ

اؾز. ػىطز ؼبضی بضاضز انالح قس ث ذثی ػىطز ؼبضی بضاضز ی ثبقس.

15

سایج: DSPاجضای یك سیستن

( ، یه ADC) احشبال یه جس آبي ث زیدیشب ، حبفظ،DSPسطاق قب ضایح DSPؾیؿش بی

اضسجبعی ی ثبقس. بی ( وببDAC) جس زیدیشب ث آبي

: DSPتشاش

ب كشطن اؾز ػجبضسس اظ : DSPسؼسازی اظ اخعای ؾرز افعاضی و زض ثیكشط

: Central Arithmetic Unit)) احذ هحبسج هشکضی

ظیف حبؾجبر انی اظ لجی ضطة خغ ضا ثط ػس زاضز. ای ب لؿشی اؾز DSPای لؿز اظ

ضا ؿجز ث دطزاظقط بی ؾشی ؾطیغ سط ی ؾبظز. DSPو

(:Auxiliary Arithmetic Unitاحذ هحبسج کوکی )

DSP اقبض ط، حبؾجبر ضیبضی یب ػیبر غمی ب اغت یه احس حبؾج وىی زاضس و حبؾج

ضا ث اظار احس حبؾج طوعی ادب ی زس.

(:Serial Portsدسگب سشی)

DSP ؼال ثطای اضسجبط ؾطیغ ثب زیط بDSP جس بی زاز زاضای دضر بی ؾطی زاذی ی ب

ر طثط ث زیىس وطز آزضؼ ذبضخیثبقس. ای دضر بی ؾطی ثطای افعایف ػىطز، وبف كىال

.ی قسؿمیب ث ثبؼ بی زاذی ن وبف عی ب،

: حبفظ

یه لؿز ضطضی ثطای ط ی زاضز ب DSPثطای ضا زؾشض ػ ب زاز حبفظ، اعالػبر،

ثبیس ث آ ب فش قز بقی بی قسی ؿشس، ظ ب DSP ی ثبقس. ط چ DSPؾیؿش

ی یس چ ػی ضا DSPو چ وبضی ضا ادب زس. حبفظ ب، یه ؾطی اظ زؾشض ػ ب ضا و ث

ضی زاز ادب زس، زض ذز ی زاضس.

: A/D D/Aهجذل بی

ضی زاز زیدیشبی ػ فمظ ی ساس DSPچ ب ثط ػس زاضس. DSPجس ب ػ سطخ ضا ثطای

یه ذطخی ضا DSPؾیب بی زیدیشب سجسی قس. لشی و آب ي ثبیس ث ؾیب بی وس،

ثطای زضن سؾظ خب ثیطی ث ؾیب آبي ذطخی آ ،الظ قز و ى اؾز فطا ی وس،

سجسی قز.

16

دسگب ب :

دطزاظـ ی قس ضطضی ؿشس. اعالػبر ای زضیبفز DSPدضر بی اضسجبعی ثطای یه ؾیؿش

دضر بی ،ضایح سطی دضر بؾذؽ آ اعالػبر سؾظ ای دضر ب ث خب ثیطی شم ی قس.

یه دضر ؾطیب یه خطیب دكز ؾط اظ اعالػبر ضا زضیبفز ی وس آ ضا ث ؾطیب اظی ؿشس.

دضر ی ی وس. بی و دطؾؿض ی ذاس زاز ؾطیب ضا ث ذطخی ثفطؾشس،طؾؿض سجسدفطز

اضسجبط ز زض وبذیسط بی ث یه خطیب ؾطیب سجسی ی وس)بسدطؾؿض ضا زضیبفز ء ؾطیب زاز

فطز ظی یع ب وبض ضا ادب ی زس، ثب ای سفبر و ضزی ذطخی ث قرهی(. یه دضر ا

اظی ) ظب( ؿشس )بس دضر دطیشط(.

:DSPکبسثشدبی ػولی سیستن بی

HI-FIب ث ثبظاض، وبضثطز بی شع ؿشطز ای دیسا وطز اس. اظ آ ب زض ؾیش بی DSPاظ ظب ؼطفی

ی قس. ث اؾشفبز (high-end virtual-reality)ضظط چی وبضثطز بی الؼیز دبظی دیكطفش

یه سىغی طا یؿز. DSPعض وی،

:ػی ػجبضسس اظ DSPسؼسازی اظ ؾیؿش بی

سدیعارHi-Fi

اؾجبة ثبظی ب

سف بی سهیطی

17

ز ب

ؾیؿش بی نسی

ؾیؿش بی طافیىی ؾ ثؼسی

ؾیؿش بی دطزاظـ سهیط

)دستگب بی هسیقی(: Hi-Fiتجیضات

DSP ضا ب او زض دطزاظقط بی نسا، و ی ساس نسای ؾ ثؼسی سیس وس یب نسای یه اسبق

زض شید ویفیز نسای ؾیب، زض یه ؾیؿش ؾیمی اؾشفبز ی قس. ثجز ثركس؛ چ یه سبالض

ذبی خز زاضز.

اسجبة ثبصی ب:

دبس قس اؾز. اؾجبة ثبظی بی ؾر ؾبیی ؼی زض اؾجبة ثبظی ثچ ب DSPاطظ سىغی

ثب فكطز ػىؽ یه ؾ، ثچ ب ی ساس نسای دبضؼ آ ضا ثكس. ثطای ثب، ؿشس.

:تلفي تصیشی

سف سهیطی ضی خج بی ظسی طز سأثیط ذاس صاقز. ویفیز آ ب ث ؾطػز ثجز ی

ب ثطای DSP اظ وبف ی یبثس اظ آ ب ث عض ؿشطز اؾشفبز ی قز.ب لیزیبثس. ثب صقز ظب

چسی اؾشبساضز فكطز ؾبظی اظ حبز فكطز زض آضز سهیط زض سف بی سهیطی اؾشفبز ی قز.

ثطای ضا ح وبی بی لبث ثطب یؿی، DSPثطای فكطز ؾبظی سهیط شحطن خز زاضز. ثی ای

سؾؼ ی ای اؾشبساضز ب ؿشس چ ى اؾز و فمظ ث، ثطظ ضؾبی ط افعاضی یبظس ثبقس.

هدم ب:

ثطای ای و اؾشفبز اظ ز ب یع افعایف ی یبثس. ب عض و ایشطز ث ضقس وطز ازا ی زس،

ب ظبیف DSPز وس، ثبیس ؾطیغ سط وبضاسط قس. سیطیظطفیز ض ث افعایف اضسجبعبر ضا ز ب ثشاس

ثیز زیدیشبی، ث ؾیبی ؾبظبض ثب ذظ سف، حصف وطز اؼىبؼ اظ لجی ز وطز ضقش اؾبؾی

زض ز ب ادب ی زس. نسای ذظ فكطز وطز اظ حبز فكطز زض آضز زاز ضا

سیستن بی تلفی:

ثطای ذطیس وطز "یه قطوز نحجز وطز ثب یه بقی و اشربة بیی اظ لجی اطظ، ظ ظز ث

ػبزی اؾز. ای ؾیؿش . ضا زض اذشیبض قب لطاض ی زس وبال .. "ث 2ثطای دكشیجبی فی "، "ث 1

ار زض نؼز ربثطؼال ب DSPچی ب ثطای سكریم نسا اؾشفبز ی وس. DSPبی سفی اظ

18

اظ لجی قبض سبؼ یطس، دیغب ای و قب ی سایس اظ ربثطار ثیطیس، ثطای یػی بی اضبفی

نسی سبؼ زثبض اؾشفبز ی قس.

ی س ثؼذی: گشافیکسیستن بی

ثیكشط قجی ؾبظبی دطاظ، ثطای ای و ث الؼیز عزیه سط ثبقس اظ سهبیط شحطن ثالزض ؾ

ثبض 30خعئیبر ضطضی زض ؾ ثؼس ءحبؾج( اؾشفبز ی وس. ثطای 3D real-time graphicsثؼسی)

ب زض وبضثطز بی DSPدطزاظقطبی ثؿیبض وبضآس لسضسس سیبظسس. او آ زض ثبی، ث سىطاض

( ث نضر ؿشطز اؾشفبز ی قس. virtual-realityالؼیز دبظی )

پشداسش تصیش:سیستن بی

ب ثطای سجسی شبغ DSPافعایف یبفش اؾز. زضثی بی زیدیشب وچه اؾشفبز اظ چی او

()یسئ( ث زاز فكطز و ی ساس ضی حبفظ زائی charge-coupled device)CCDآبي سطاق

EEPROM .شذیط قز، اؾشفبز ی قسDSP ی زس، ظب ض زی ضا چی ز ب ضا سكریم

ضا سظی ی وس سهیط ضا زض وبذیسط ثبضصاضی ی وس. CCDظب ثسی یز وشط ی وس،

DSP ،ثیبیی بقی، فكطز ؾبظی ب چی ث عض ؿشطز زض دطزاظـ سهیط اظ لجی ثیبیی ضثبر

اظ وبضثطز دطزاظـ سهیط، ظبضر ثط ثطزبی سهیط سكریم اثط اكز اؾشفبز ی قس. یه ثب ؾبز

ثطزی و ث سبظی زضؾز ای ؾیؿش ثب ظجظ سهیط یه ثطز ؾب مبیؿ آ ثب ( اؾز.PCBساض چبدی)

اؾز، وبض ی وس. ای ؾیؿش ب چی ثطای فیشط وطز CCDقس زض حب ػجض اظ ظیط یه زضثی

ب، اؾشفبز ی وس. DSPبضاس ز ثؼسی اظ ؾیى بی ضطة خغ و

دلیل تجذیل آبلگ ث دیجیتبل:

ثؼضی اظ وبضثطزب ث عطاحی زیدیشب ثؼضی زیط ث عطاحی آبي یبظ زاضس. ؾیب ب ثطای دطزاظـ

زیدیشبی ثبیس اظ آبي ث زیدیشب سجسی قس. ثؼس اظ دطزاظـ ؾیب ب، ثبیس زثبض اظ فط آبي ث

زیدیشب سجسی قس. ثب زض ظط طفش اضز ثبال، دطزاظـ زیدیشبی ثبیس ثطسطی بی كرهی زاقش ثبقس

قب اضز ظیط ی قز:

لبثیز ثطب دصیطی

دبیساضی

سىطاض دصیطی

وبضثطز بی ذبل

19

قبثلیت ثشبه پزیشی:

س. ثطای ثب یه وبذیسط قرهی، ثب زیدیشبی ی ساس وبضبی رشفی ضا ادب ز DSPیه ؾرز افعاض

هت ط افعاضبی بؾت، ی ساس ؾیمی درف وس یب ث ػا یه یطایكط ش اؾشفبز قز.

ثؿیبضی ضا فطا ی دصیطى اؼغبفسابیی اؾشفبز اظ ؾرز افعاض یىؿب ثطای ادب وبضثطز بی رشف،

ضا و ث فىطسب ی ضؾس، ث قطط ای و ثشایس ثطب ای ثطای آ قب ی سایس ط ػ سبظ ایآضز.

ثیؿیس، دیبز ؾبظی ویس.

قبثلیت ث سص سسبی:

طزیس ى اؾز و ثرایس آ ضا ثجز ثركیس یب ظبی و قب ؾیؿشی ضا عطاحی دیبز ؾبظی

ؿش ذز ضا ثب حیظ خسیس ؾبظبض ؾبظیس. یؼی ؾیظبیف خسیسی ضا ث آ اضبف ویس. قبیس قب ثرایس

زض یه ؾیؿش زیدیشبی، قب ثبیس وس بی ذز ضا انالح ویس. اب زض یه ؾیؿش آبي قب ثبیس ؾبی

خسیسی ذطیساضی حی وطز یب حشی آ ضا زثبض عطاحی ویس.

قبثلیت اؼطبف پزیشی:

ثطای ، وبضبی رشفی ادب زاز. DSPبی خسیس زض زاذ یه ثطز ث ؾبزی ی سا ثب ضیرش ثطب

( ث ػا س س ؾیمی یب ث ػا یه فیشط دبیی DSP Starter Kit) DSKثب ی سا اظ یه ثطز

اب زض ساضبی آبي، صض اؾشفبز وطز. ای اؼغبف دصیطی ظب عطاحی دیچیسی ضا وبف ی زس.

ادب ط ػ خسیس ثبیس یه ساض خسیس عطاحی قز. ثطای

:پبیذاسی

دبیساضی ساضبی آبي ث ػا رشفی ثؿشی زاضز. زب صقز ظب ضی ساضبی آبي سأثیط هی

چی ساضبی آبی و زاضای عطاحی اخهعای یىؿهبی ؿهشس، ىه اؾهز زض ػىهطز صاضس.

شفبر ثبقس.

ب: ده

اخ سأثیط ی صاضس. -زب، ضعثز صقز ظب ضی ػبنط آبي اظ لجی مبز، ذبظ، زیز آح

یه ساض آبي حؿبؼ ث زب قبیس ػىطز وبال شفبسی زض ایؽ ؿجز ث هط، و زبیكب شفبر

طاؾط زیب ث فطـ ی ضؾبس، ؿشس، زاقش ثبقس. ای ی ساس ثطای یه قطوز و حهالسف ضا زض ؾ

كى آفطی ثبقس.

20

ذهنیبر ساضبی زیدیشبی ثب ظب، زب ضعثز ث سسضیح سغییط ی وس. آ ب یب وبض ی وس یب

ءحسز ی وس. ث ثیب زیط، ساضبی زیدیشبی ث قطط ای و ثب زلز وبفی ثطای وبض وطز زض

حی قس ثبقس، سىطاض دصیطس.عطاقطایظ ضز اشظبض

:تلشاس

لغؼبسی اظ لجی مبز ذبظ زاضای سطاؽ ؿشس. اط سطاؽ لغؼ ای ز زضنس ثبقس، ز ساض آبي

آ لسض شفبر ثبقس و ثبػث كىالر ػی قس. زض شید عطاحی، سیس ظبطا كبث ى اؾز

سب ی قز. دكشیجبی اظ ساضبی آبي طا

تکشاس پزیشی دیجیتبل:

یىؿبی سیس ی وس زض سب ءیه ساض زیدیشب و ث زضؾشی عطاحی قس ثبقس، یك شید

وبذیسط اخطا قز، شید زض ی آ ب یىؿب 500ب یىؿب اؾز. ثطای ثب اط، ػ ضطثی ضی

زب ضی ساضبی زیدیشبی سأثیط چسای ی صاضز. ذاس ثز. ذغبی لغؼبر، صقز ظب

، حشی ظبی و و ث زضؾشی عطاحی قس ثبقس، شید یىؿبی ضا زض ایؽ هط ییه ساض زیدیشب

ساض آبي یه حسز اظ شبیح ضا سیس ی وس. 500ث ثیب زیط، سیس ذاس وطز. زب شفبر ثبقس،

نفط یه غمی اؾز ثبیس ء ه ساض زیدیشبی سىطاضدصیط ثبقس، شبغ آبی و ثیب وسثطای ای و ی

وبفی اظ اظ شبغ آؾشب ثعضي سط یب وچه سط ثبقس سب سغییطار ساضی یع ضی آ سأثیط صاضز. ء ث اساظ

سا ؾی جبیس فطاسط ضز. یز زاضز ای اؾز و حسزیز ظبجسی حساوثط لسضرسب چیعی و ا

سؼساز ثیز بیی و اؾشفبز ی قس، سؼیی ی طزز. زض ساضبی آبي سؼساز ءزلز زیدیشبی ث ؾی

ثط ثیبیز ی ثبقس؛ اب اثط یع، ذغبی لغؼبر ذغی ثز ی ساس ث ؾطػز ثبػث ءثیز ب ث عض

وبف ػىطز قس.

ث عض طست درف وس انال سب ب ؾیمی زیدیشبی ثب ویفیز ضای ساس ، CD یه زؾشب درف

قب CDسؾظ لغؼبر آبی و ظ یبظسس، حسز ی قز. لغؼبر آبي زض یه زؾشب درف

DAC .یعض، دیىبة یعض، حطن س ذا، سض قی ی قس ،

کبسایی:

ث فط زیدیشب ثشط لبث دیبز ؾبظی ؿشس. بس: ثؼضی اظ ظبیف ذبل

فششد سبصی ثذى اتالف

21

فیلتش بی تطجیقی

فیلتش ب ثب فبص خطی

سبصی: فششد

زض ؾبی شذیط ؾبظی اظ لجی بضز زیؿه دیسبی ربثط باض ای ثطای سف یسئ، بثغ اظ ظط

حسز ؿشس. هت ؾرز افعاض اضبفی ثشط ذاس ثز اب طا سب ی اساظ دبی ثبس زض زؾشطؼ

قز. فكطز ؾبظی زاز یه اثعاض اضظقس اؾز و ثب اؾشفبز اظ بثغ زض زؾشطؼ، ػىطزی بؾت ثب

ضا زض ظط ثیطیس.ثطای ثب یه دیس باض ای یب یه وبب ربثطاسی ای ؼم فطا ی وس. عی

اط یه بثبیز زاز ث ی ب ثبیز فكطز ؾذؽ ربثط قز، ثب اؾشفبز اظ یه زیىذطؾض

(decompressor .زض عطف زیط ی سا زاز انی ضا ثبظؾبظی وطز ) ،زض شید ثب اؾشفبز اظ فكطز ؾبظی

دبی ثبس ثط ز ثطاثط ی قز.

ثبیطی ضا فكطز بی ط افعاضی بؾت زاز ب ؾیب بی ی ساس ثب اؾشفبز اظ ثطب DSPیه

ؾبظی وس. ثطب بی فكطز ؾبظی ثس سفبر ثطای اشمب زاز بی ثبیطی ث عض نحیح بؾت

ؿجز ثیكشطی ؿشس. ث ثیب زیط، ثطب بیی و ثطای فكطز ؾبظی نسا سهیط عطاحی قس اس

ویفیز ؾیب مساضی وبف ی ثبقس. چی ساضبی آبي ی ی وس اب فكطز ؾبظی ضا فطا

ساس ثطای فكطز ؾبظی ثس سفبر ث قى بی ذیی ؾبز اؾشفبز قس اب اؼغبف دصیطی ذیی وی

زاضس.

22

فیلتش بی تطجیقی:

بثی اسجی ب، یىدشط ب سؾؼ یبفش اس ی ساس مساضی اظ یعبی زاذ و DSPؾیؿش بی

ؾیؿش حصف یعبیی و سؾظ طظـ سض سیس ی قس، حصف ی قس. ادیبب ضا حصف وس.

اظ ؾطػز سض ث ػا طخغ اؾشفبز ی وس یه ؾیب آشی یع اظ ثس سیس ی وس سب یع

ىطف ثطای سغجیك وطز كرهبر آشی یع اؾشفبز ی قز یع وبثی ضا حصف وس. فیسثه بقی اظ ی

سب یع ثیكشطی وبف ضا زاقش ثبقس. ؾذؽ ؾیؿش ث عض شبة ػ سغجیك ضا ادب ی زس سب

سغییطار یع زاذ وبثی ضا زجب وس.

ز. یه اضیش ی ساس ث آؾبی ثب اسوی سغییطار زض شغییطبی حیغی سغجیك ق DSPیه ؾیؿش

انی شذیط ی ءسغجیمی دبضاشط بی الظ خسیس ضا ث آؾبی حبؾج ی وس ؾذؽ آ ب ضا زض حبفظ

زض ساضبی آبي یه اغجبق ذیی ؾبز اىب دصیط اؾز اب خبی مساضبی لجی لطاض ی زس. وس

دطزاظـ ؾیب بی آبي سز ػی دیچیس اظ كره بی فیشط اظ ح ءسغییطار وب یه زؾش

ذبضج اؾز.

یه اظ فیشطبیی و ى اؾز ثطای دیبز ؾبظی ؾیؿش بی حصف یع اؾشفبز قس، فیشط

ی ساس فطوبؽ قىبف DSP( ثب قیت سس زض فطوبؽ لغغ ی ثبقس. زض ای ضز notch filterزسا ای)

سیس سؼساز شی و ؾطػز چطذف سض سغییط ی وس، زثبض حبؾج وس. ضا ثطای حصف یع طظقی، ل

ظیبزی فیشطبی لبث سظی فمظ ثب اؾشفبز اظ سىیه بی آبي، ػال غیط ى اؾز.

فیلتش بی ثب فبص خطی:

اض یب غیط سؼسازی ضـ اضظقس ثطای دطزاظـ ؾیب خز زاضز و ثب اؾشفبز اظ قی بی آبي زق

ث نضر آبي زقاض ی ب عطاحی آفبظ ذغی اؾز ثب ثبضظ آ فیشطبی ءى ی ثبقس. یه

ثب اؾشفبز اظ فیشطبی زیدیشبی ی سا سغییطار فبظ ط خعء فطوبؿی ضا ؿب ثب زیط فطوبؽ س. ثبق

( اىب دصیط ی ثبقس. FIRوطا زاض) ءثب زاقز. ای وبض ثب اؾشفبز اظ یه فیشط ثب دبؾد ضط

پشداصذ بی هویض ثبثت هویض شبس:

ؾبذشبض حبؾجبسی آ ب اؾز: یع ثبثز یب یع قبض. ثطای DSPی ثی دطزاظس بی ؾبؾیه سفبر ا

DSP ءزس و آیب یه دطزاظسی سكریم ، ای شطی ػبی اؾز و ث وه آ عطاحب ؾیؿش

ثیشی 24ثیشی یب 16یع ثبثز ى اؾز DSPثطای یه وبضثطز كرم بؾت اؾز یب . دطزاظس بی

ثیشی یع ثبثز 16 ءیه دطزاظسثیشی ؿشس. 32ثبقس، زض حبی و دطزاظس بی یع قبض ؼال

ثبثز شذیط ی ء حسز ثیشی زض یه 16اػساز ضا ث فطز نحیح یب اػكبضی ، TMS320C55xضایح بس

23

ثیشی شذیط ی قس، مبزیط یبی ثطای وبف ذغببی ضس 16اطچ ضطایت ؾیب ب ثب زلز وس.

بی یع DSPثیشی شذیط قس. accumulator ،40ثیشی زض 32وطز سدؼی، ى اؾز ثب زلز

ؿشس چ آ ب اظ ؾییى وشطی اؾشفبز بی یع قبض اضظا سط ؾطیغ سطDSPثبثز ؼال اظ

دطزاظس بی ءاضز اؾشفبزی وس، هطف سا وشطی زاضس ث دی بی ذبضخی وشطی یبظ زاضس.

یع ثبثز ػجبضسس اظ: وشط زؾشب بی ثطلی، ثبی، زضای بضز زیؿه، ز ب درف وس بی

.نسی زضثی بی زیدیشبی

یع DSP ء زیبیىی اػساز ضا ث قسر افعایف ی زس. یه دطزاظس ء یع قبض حسز حؿبة

ثیز ب بیف ی 8ثیز بشیؽ 24اػساز ضا ث نضر ، TMS320C67xثیشی ضایح بس 32قبض

ب یه ػسز نحیح + بیف ی زس زض حبی و 1 -1 ء زس. بشیؽ یه ػسز اػكبضی ضا زض حسز

اؾز و سؼساز ىببیی و یع ثبیطی ثبیس ث چخ یب ضاؾز شم قز سب یه مساض حمیمی ثسؾز آیس،

زیبیىی ؾیؼی ضا بیف ی زس. ء ثیشی، حسز 32یه فطز یع قبض ضا بیف ی زس.

ى اؾز زض یه عطاحی ثب اؾشفبز اظ ثبثطای حسزیز بیی و ضی حسز زیبیىی زاز خز زاضس،

مبث عطاحی ثب اؾشفبز اظ یع ثبثز ء یع قبض بزیس طفش قس. ای زض مغ DSPدطزاظس بی

لطاض زاضز. زض عطاحی ثب اؾشفبز اظ یع ثبثز عطاح ثبیس ضطایت میبؼ ثسی سىیه بی زیطی ضا اػب

اظ ای ض، ث یطی وس، و یه فطایس ذیی كى لز یط ی ثبقس.وس سب اظ ؾطضیع حبؾجبر خ

یع قبض اظ ظط ثطب یؿی اؾشفبز آؾب ؿشس، اب ؼال طا سط DSPعض وی دطزاظس بی

ؿشس سا ثیكشطی هطف ی وس.

ایح زض خس ظیط ذالن قس اؾز. ضثیشی 16یع ثبثز DSPزلز حسز زیبیىی دطزاظس بی

ثیز بشیؽ ی ثبقس. 24اؾز. چ زاضای ثیشی، 32یع قبض DSPزلز دطزاظس بی

ثبقس.ی x ≤ 3.4 × 1038 ≥ 38−10× 1.18چی حسز زیبیىی آ ب

24

سؼیی وس. دطزاظس بی یع عطاحب ؾیؿش ثبیس حسز زیبیىی زلز ضز یبظ ضا ثطای وبضثطزقب

ضطایت شغییط ثب ظب ؿشس، ؾیب ب ضطایت ث حسز قبض ى اؾز زض وبضثطزبیی و

ؾیؼی الظ ثبقس، بس دطزاظـ ءزیبیىی ؾیغ زلز ثبالیی یبظ زاضس یب خبیی و ؾبذشبض حبفظ

ی وس، Cثطی اظ وبذبیط بی ء یع قبض اؾشفبز DSPسهیط، یبظ قس. چی دطزاظس بی

ؾطیغ سط دطزاظس بی یع قبض ء سؾؼ زاضی ضا وبف ی زس. ؾیى سؾؼ ء ثبثطای عی

ى اؾز اظ لیز اضبفی آ ب سط ثبقس.

: DSPطشاحی یك سیستن

ءسطاق – ثشبه DSP اؾز و ثس ـ یه ثطب ی ساس وبض ؾرز افعاضی ء یه لغؼ

وس. ثطب یه ؾطی زؾشض ػ اؾز و ظبیف كرهی ضا ادب ی زس.

اؾجط اظ زؾشضار شی وس بقی ضا سیس ی وس. اؾجط ثبػث ی قز و زیط – اسوجلش

یبظی ث یبز آضز زؾشضػ بی ثبیطی ساقش ثبقی.

ظثب بی ثطب یؿی ؾغح ثبال بس ظثب بی اؾجی ؿشس، اب – یسی سطح ثبال صثبى ثشبه

ذیی زؾشب سطاس. ظثب بی اؾجی زاضای زؾشضػ بی ذیی اثشسایی اظ لجی ضطة، خغ

مبیؿ ؿشس. ظثب بی ثطب یؿی ؾغح ثبال زاضای زؾشضار ؾغح ثبالسطی اظ لجی چبح

اض سب ظب ضؾیس ث نفط ؿشس. ثبثطای قش ثطب زض ظثب بی ؾغح ثبال ؾبز سط ی سىط

ثبقس. اب ظثب بی اؾجی ی ساس ثطب بیی ضا و ؾطیغ سط اخطا ی قس، سیس وس. ث

بی بی البر الظ اؾز و لؿز ب اؾشفبز ی قس.DSPی زی اظ ط زی آ ب زض

ظب ثط یه ثطب ث اؾجی قش قس.

قجی ؾبظبی دطاظ ثبػث ی قس و قب احؿبؼ ویس ث ای و زض وبثی – شجی سبصب

، ؾذز ضیؿه سهبزف آ یه ادیبی الؼی ءذجب یه ادیب ؿشیس ثس ای و عی

یه ی ثبقس. DSP ءط افعاضی اظ یه سطاـ، یه دیبز ؾبظی DSPیه قجی ؾبظ ضا ثذطزاظیس.

ضا قجی DSPقجی ؾبظ ضی یه وبذیسط ضا اساظی ی قز سمطیجب سب ظبیف اؾبؾی یه

ؾبظی ی وس. آ ب ثطای سحی اىب دصیط ثز عطح ب لج اظ ای و ث ؾرز افعاض سجسی

ای و یه عطح ث ذهل وبض ذاس وطز قس،اؾشفبز ی قس. آ ب چی ثطای سكریم

یب ، یع ذیی فیس ؿشس.

Emulators – یهemulator اخطای زؾشضػ ءث ب ای اخبظ ضا ی زس و ؿشمیب شید

ب ب ی سای emulatorب ی سای ثب اؾشفبز اظ وشط اقىب ظزایی وی. DSPب ضا ضی

ی زض زؾشب ضا زض ط طح ثجیی. سؾؼ زسب ی ساس زض ط ظب یه سب سغیطار زاذ

25

زؾشضػ ضا اخطا وس، ثطای اعیب اظ ػ نحیح ؾغح شبغ ضا وشط وس ط شید ضا زض

ظب ذضـ ثطضؾی وس.

اشکبل صدا ءشبهث(Debugger)– اخطای ثطب ث اقىب ظزا ثطای بیف اعالػبر ءیه ثطب

اقىب ظزا بیف ءزاز بیی و زض ثطبفطشی لبث اؾشفبز ثطای ثطب یؽ، ث وبض ی ضز.

ای حبفظ ث آؾبی ثب ؿشس. DSP ءزاز ی قس زض الغ فطی اظ زاز بی خز زض حبفظ

PC اض بؾت زاذ یهط افع ء یب یه ضاثظ اضسجبعی ث ؾی emulatorاؾشفبز اظ یه

، ثب فطز 16ی ساس زاز ضا زض جبی debuggerحبفظ زض ءثطای ثب ددط ثبضصاضی ی قز.

ب Debuggerثبیطی اؾز. فطث DSPػسز نحیح یب اػكبضی بیف زس، ثب ای حب زاز زض

یبر ؿیط اخطای سطاق ضا قب یه ضاثظ وبضثط زض وبذیسط یعثب ؿشس، و ی ساس حش

ثبضصاضی قس زض ء، ثجبر ب اؾجی ثطبRAMوشط انالح وس. ضاثظ وبضثط حشیبر

ب ؿجز ث قجی ؾبظب ای اؾز و آ debugger ءضا بیف ی زس. عیز ػس DSPزاذ

زض حیظ الؼی ث ػىطز ب زض ظب الؼی وبض ی وس زض شید ث عطاح اخبظ ی زسو

ؾیؿش زؾشطؾی دیسا وس.

ثؼس اظ آ و اىب دصیطی عطح ثب اؾشفبز اظ قجی ؾبظی سأییس قس، عطاحی –سیکل تسؼ

ثطب ی ساس آغبظ قز. اثشسا ط افعاض عطاحی ی قز. ای طح ضیع وبضی ب ثرف بی وس

نضر خساب قش سؿز ی قز ؾذؽ سب ث ضا كرم ی وس. ط ثرف اظ ثطب

1.0اط چیع آ عض و ضز اشظبض اؾز وبض وس، ضغ ؾیؿش ثؿش آظبیف ی قز.

حه اضز ثبظاض ی قز. اط ثطذالف اشظبض ب ثز، ای فطایس زثبض سىطاض ی قز.

:DSPستج ثذی ثبصاس

2004 Revenue (in Millions)

0500

1,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,500

Texas

Instr

um

ents

Fre

escale

Sem

iconducto

r

Analo

g D

evic

es

Phili

ps

Sem

iconducto

rs

Agere

Syste

ms

Toshib

a

DS

P G

roup

NE

C E

lectr

onic

s

26

Ref: Reed Business Information

electronics.com/moversandshakers/article/CA6277494.html-http://www.reed

Ref: Forward Concepts

http://www.fwdconcepts.com/Pages/press42.htm

Ref: IC Insights

http://www.icinsights.com/news/releases/press20051123.html

2003 DSP Market

Texas

Instruments,

51.41%

Agere, 11.61%

Freescale,

11.20%

Analog Devices,

9.31%

Toshiba, 6.49%

Others, 9.98%

2004 Market Share

Texas

Instruments,

54.32%

Freescale,

14.08%

Analog Devices,

7.99%

Others, 8.86%

Agere

7.28%

Philips

7.47%

DSP Market By Application - 2005

4.40%4.00%

5.30%

4.00%

81.90%

0.40%

Consumer Electronics

Auto

Computer

Industrial

Communications

Gov/Mil

27

DSP بی ششکتTexas Instruments ءخباد TMS320:

DSP بیTIء، قب ؾ زؾش C2000 ،C5000 C6000 .ی قس

C2000

o عیز : اضظا لیز ؿشس

o وبضثطز

ؾیؿش بی وشطی اظ لجی وشط سض

شذیط ؾبظی

وشط زیدیشبی

C5000

o عیز

ثبال ءثبظز

ثیكشطیMIPS (Million Instructions Per Secondزض ط ار/عی/اساظ )

o وبضثطز

سف بی ثی ؾی

درف وس بی نسی

زضثی بی زیدیشب

ز ب

VoIP

C6000

o عیز

ػىطز ثبال

آؾب ءاؾشفبز

o وبضثطز

ظیطؾبذز بی ربثطاسی

ایؿشب بی ثی ؾی

DSL

سهیط یسئ

ؾطضبی چس ضؾب ای

28

DSP هویض ثبثتTMSVC5510:

دلیل بم گزاسی :

تضیح:

ی TMS320C55xؿ دطزاظس بی ثط دبی TMS320VC5510دطزاظس ؾیب زیدیشب یع ثبثز

ثب افعایف اظی وطز وبف سفبر سا، ث ػىطز ثبال هطف سا C55xؾطی DSPثبقس. ؼبضی

یه ثبؼ ثطب، ؾ ثبؼ ثطای :زاذی سكىی قس اظ اظ یه ؾبذشبض ثبؼ CPUو، زؾز یبفش اؾز. ای

DMAز ثبؼ ثطای قش زاز ثبؼ بی اضبفی و ث زؾشب بی اضبفی فؼبیز ، زازذاس

ؾ زاز قش ز اذشهبل زاز قس اؾز، دكشیجبی ی وس. ای ثبؼ ب سابیی ادب حساوثط ذاس

زض ط CPUی ساس خسا اظ فؼبیز DMAفطا ی وس. وشط وس CPUضا ثطای زاز زض یه ؾیى

، ز زاز ضا اشمب زس.ؾیى

CPU ؾطیC55x (زاضای ز احس ضطة خغMAC ) اؾز و ط وسا لبزضس زض یه ؾیى ضطة

ALUیه ثیشی سؾظ 40( طوعی ALUثیشی ضا ادب زس. یه احس حبؾج غك ) 17ثیشی زض 17

29

ب ظیط ظط وشط دػ زؾشضػ ب اؾز ALUاؾشفبز اظ ثیشی اضبفی دكشیجبی ی قز. 16

( AU)س. ای سابیی ب زض احس آزضؼسابیی ثی ؾبظی فؼبیز اظی هطف سا ضا فطا ی آض

سیطیز ی قس. CPU( DUاحس زاز)

CPU ؾطیC55x ثطای ثجز چبی(وسcode density اظ دػ زؾشضػ ب ثب ع ثبیز شغییط )

ثیشی ضا ادب ی 32ثطب FETCH(، اظ حبفظ زاذی یب ذبضخی IUاحس زؾشضػ)دكشیجبی ی وس.

احس ثطب، زؾشطػ ب ضا زیىس ( ث سطسیت لطاض ی زس. PUزس زؾشضػ ب ضا ثطای احس ثطب)

سایز ی وس ذظ ضا سیطیز ی وس. سابیی دیف ثیی AU DUظبیف ضا ث ؾز ی وس

زؾشضار دطـ، اظ ذبی قس ذغ زض ب اخطای زؾشضػ بی قطعی، خیطی ی وس.

ذبضخی ضا وبف وی ثبیشی اؾز سب زؾشطؾی ث حبفظ 24قب یه وف زؾشضػ 5510چی

ثركس اظ سا ؾیؿش حبفظز وس. شمب زاز ضا ثجززس، ا

حبفظ اؾىط بس ( و زؾشطؾی ثEMIFدػ زؾشب بی خبجی قب یه ضاثظ حبفظ ذبضخی)

EPROM SRAM ؾىطحبفظ دطؾطػز ث ػال DRAM SRAM ضا فطا ی آضز. ؾMcBSP

(multichannel buffered serial port اضسجبط زعطف ثب ؾبی ؾطیب اؾشبساضز شػی اضسجبط چس )

ثیشی اؾز 16اظی (، یه ضاثظ EHPIضاثظ دضر یعثب دیكطفش ) ( ضا فطا ی آضز.وبب 128وبب)سب

زؾشطؾی زاقش ثبقس. وشط وس 5510و ث دطزاظس یعثب ای اخبظ ضا ی زس و ث حبفظ زاذی

DMA زذبز ثسضا وبب ؿشم 6، خبثدبیی زاز ثطای CPU .چی قب ز سبیط فطا ی وس

DPLL (digital phase-locked loop )( سیس والن GPIO ظض) I/O ظض، كز دی

ی قز.

TMS320VC5510 DSK:

DSK رففDSP Starter Kit ی ثبقس .TMS320VC5510 DSK ث سؾب سؾؼ زسب ط

ضا ثطای سكریم ای و آیب دطزاظس TMS320VC5510 DSPاخبظ ی زس سب یػی بی ؼیی اظ افعاض

اضظیبثی وس.ی ؾبظز یب ، یبظبی عطاح ضا ثطاضز

یژگی بی اصلی

200فطوبؽ وبضیMHz

یهcodec اؾشطیAIC23

8 ب ثبیزDRAM ؾىط

30

512 ثبیز حبفظ ویFlash غیط فطاض

ثب اؾشفبز اظ ضخیؿشط بی دیبز ؾبظی قس زض دیىط ثسی ثطز ث نضر ط افعاضیCPLD

ثر لبث اشربة ثب اؾشفبز اظ خبذط

وبىشضبی اؾشبساضز ثطای اؾشفبز اظdaughter card

31

دومفصل

:WAVELETتجذیل

چکیذ

حی یه ؾیب غبثك یه میبؼ سؾؼ یبفش اس. آ ب اعالػبر ثیكشطی ضا ؿجز ث یز ب ثطای س

سیع ؿشس، فطا ی بی (spikesسجسی فضی ثطای ؾیب بیی و زاضای ب دیؾشی یب اؾذبیه )

وس.

ااع تجذیالت

سجسی فضی- Jean Baptiste Joseph Fourier ثز و زض اای ؾب بی یه زاكس فطاؿی

غبؼ ی وطز سجسی فضی ضا ثطای ح ظسی ی وطز. ا زض ضز ان اشمب حطاضر 1800

سجسی فضی ی ساس ط سبثغ شبة ضا ث یه ؼبزالر زیفطاؿیی خعئی سحمیمبسف سؾؼ زاز.

ؾی ب وؿیؾی ب ضطایت ؾیسدعی وس. ب وؾیؾیب ؾیؾی سطویت ذغی اظ

ای سسثیط جبی سحی زض حظ فطوبؽ ضا فطا ی آضز. اخعای فطوبؿی ؾیب ؿشس.

طچ ث ب اعالػبسی زض سجسی فضی ث ب اعالػبسی زض ضز ضفشبض یه سبثغ زض حظ ظب ی زس.

ؼی ای و، اطچ ى اؾز ی ضز ای و سبثغ زض حظ ظب چ ضفشبض ی وس ی زس.

ظبی آ ب فطوبؽ بی خز زض یه ؾیب ضا سكریم ثسی، اب ب ی زای و چ

ای یه كى ثطای ؾیب بیی و ضفشبضقب ثب ظب سغییط ی وس ی ب حبضط ی قس.

ؾیب بی غیط ایؿشب بیس ی قس. ،ای ؾیب بثبقس.

زض حظ ظب اضیش بی رشفی ثطای سحی ؾیب بی غیط ذغی بیف آ ب

ای اضیش ب اظ سجسی فضی وسب سر یب اظ سجسی فطوبؽ ث عض ظب سؾؼ یبفش اس.

یز اؾشفبز ی وس.

(سجسی فضی ظب وسبShort Time Fourier Transform )– ضـ ای اؾز و ؾیب ضا ای

حشای فطوبؿی ط یه اظ ای سى ب ضا حبؾ وی. ث سى بیی زض ظب سمؿی وی ؾذؽ

STFT .اضح اؾز و سحی یه ؾیب ث ای ضـ اعالػبر اظ ای ف اؾشفبز ی وس

، اب یه كى اؾبؾی ضا سؿی ث ب ی زبزضثبض ظب ىب ف بی رشف فطوثیكشطی

؟ث خز ی آضز، چ ؾیب ضا سمؿی وی

32

ای ان ی یس و ی زض حظ فیعیه واشی وكف قس.ان ػس لغؼیز بیعجطي زض

زض دطزاظـ ی دسیسسا لؼیز ؾطػز یه شض ضا ث عض زلیك اساظ طفز.

ظب زلیك لع ای فطوبؽ زض ؾیب غیط فطوبؽ زلیك ؾیب یع خز زاضز: زاؿش

-زض فضبی ظبث ثیب زیط، یه ؾیب ی ساس ث آؾبی ث ػا یه مغ ى اؾز.

لغؼیز كب ی زس و چی ثطـ یه ؾیب ذیی ان ػس فطوبؽ بیف زاز قز.

اؾز.

ای اؾز و ا ثبس بی ی ؾیب بی غیط اؾشب ای ضـ ز ثطای سح – تجذیل یلت

فطوبؿی رشفی ضا فیشط وی، ای ثبسب ضا ث ثرف بیی اظ ظب ثطـ زی ؾذؽ آ ب ضا

سحی وی.

سجسی یز اظ ای زیسب اؾشفبز ی وس. سجسی یز یب سحی یز، احبال خسیسسطی ضا

fully scalableزض سحی فضی اؾشفبز اظ یه ثط ضؼف بی سجسی فضی ی ثبقس.ح ثطای غج

modulated window .ددط زض ع ؾیب خبثدب ی كى ثطـ ؾیب ضا ح ی وس

ثب ددط بیی اسوی ؾذؽ ای فطایس زفؼبر ظیبزی قز زض ط لؼیز عیف حبؾج ی قز.

سىطاض ی قز. ث ذبعط خغ آضی ای بیف، ب ی سای اظ سحی وسب سط )زضاظسط(

multiresolution .نحجز وی

:کبسثشدبی یلت

سیطیز ثب ظض ػهط زیدیشب، فطنز بی ظیبزی ثطای خغ وطز، سحی اشكبض اعالػبر ث خز آس.

ث ضـ ثی ای شذیط زیدیشبی ثبیس ای اعالػبر چی حد ػظیی اظ اعالػبر زقاض اؾز.

ثطای ثب، فبی بی اثط اؾشفبز اظ سجسی یز ی ثبقس. ثبظیبثی قس.یه ضا ح ثطای ح ای كىالر

ی قس. ط فبی حسز حم قب ز یی وبضضز ی قز و ط وسا اظ ای ب 25قب FBIاكز

10MByte ثس اؾشفبز . سطا ثبیز فضب یبظ اؾز 250ثطای شذیط ای وبضر ب ث .زاز سیس ی وس

دبیب زاز سمطیجب طست ؾبظی، شذیط ؾبظی خؿز خ ضا غیط اظ ط فكطز ؾبظی زاز، اساظ ای

كطز ثطای ف WAVELET، ثب اؾشفبز اظ اؾشبساضز فكطز ؾبظی FBIثطای ح ای كى ى ی ؾبظز.

اىب 1ث 20ثب اؾشفبز اظ یز طخ فكطز ؾبظی ، اؾشبساضز بیی ضا اسربش وطز اؾز.ؾبظی اثط اكز

دصیط اؾز.

یع اعالػبر ب طثعی یه كى ضایح زیط و سؾظ اعالػبر اىشطیىی ث خز ی آیس، یع اؾز.

ب خغ آضی اشمب اعالػبر ث خز آیس. زض یه ؾیب اؾز و ی ساس ث ضـ بی رشفی

ىب detailingحصف وس. ضطایت ، یع ضا averaging detailingیز ی ساس اظ ضا حبؾج ضطایت

33

اط سؼسازی اظ زاز ب ؿجز ث زیط زاز ب وچه ثبقس، خعئیبر ضا زض زاز انی كرم ی وس.

غبعیؽ سكسیسیه قى دبییسغییطاسی ضا ث خز ی آضز. زاز انی حصف وطز آ ب ، اؾبؾب زض

ب عض و كبس ی قز ؾیب ثس یع ( ضا لج ثؼس اظ حصف یع كب ی زس.NMR) ؿش

وبض كبث ای ی ساس ثطای سطی وطز سهیط ػىؽ آؾیت حبی خعئیبر ی ثبقس. ظ

شفبز قز. زیس اؾ

وبضثطزبی زیطی اظ یز زض ظع قبؾی، اذشطقبؾی دطسقبؾی دسیساض قس اؾز.

ثبثز اؾز زض و زاز ؿجشبثرف بیی ؿشس ضز اؾشفبز زاضای ؾیب بی و یز ب ظبی فیسس

اثط اكز غبثك ای سنیف ثطای ثب. اؾز، ؿجشب ثعضي حبی و سغییطار بثی ای ثرف بی ثبثز

ثی فضبی ؾفیس قسر ض سمطیجب ثبثز ی ثبقس اظ لجی زض آ ىب بیی خز زاضز وچ ی ثبقس

اظ فضبی ؾفیس ث قیبضب ثبػث وبف قسیس قسر ض ی قز. ، زض حبی و اشمب قیبضب یب ذز قیبضب

ثطای حیظ بیی اظ Averaging فیشط وس. averaging detailingیز ی ساس زاز ضا سؾظ سجسی

ثطای ضؾیسی وطز detailingی ثبقس. زض حبی و سهیط و زاضای قسر ض ؿجشب ثبثز ؿشس فیس

ث یه سغییط ببی زض قسر ض ثط ی ثبقس.

(The Haar Wavelet Familyیلت بس)

... ط ثسی ی Mecsican Hat wavelets ،Shanon waveletsاظ لجی، یز ب ث ث ذباز بیی

ؾبز سطی یشی و ای یػی كشطن ثب یىسیط زاضس. یػی بیقس. ای ذباز ب سؼسازی

ف ی ز دسض یز بزض سؼطیط ذباز یز سؾظ ز یز یؼی یب ضا زاضز، یز بض ی ثبقس.

بیف زاز ی قس. ϕ Ψای ز یز ث سطسیت ثب قس.

34

1

Haar father wavelet: 0 otherwise

1

Haar mother wavelet: -1

0 otherwise

ثبقس. ث ای فبن حسز، نفط ی یز بض یه ذبنیز غة یػ زاضز : خب ثدع زض یه

ی یس. compact supportذبنیز

(wavelets and orthogonal decompositionsیلت ب تجضی هتؼبهذ)

2یب ثب رطج حسزی ثب قىؿشی بی احشبی زض مبط ساثؼی اؾز و زاضای ؿشط قب V1فضبی

احشبال زاضای ؿشس و ؿشط حسزثب قب ساثغ ثبثز سى ای Vnث عض وی فضبی ؿشس.

ث فط قىؿشی بیی زض مبط یب

ؿشس.

ث نضر ظیط سؼطیف ی قز: f g( ز سبثغ inner productضطة زاذی)

< f , g > = ∫ ( )

( )

به صورت زیر تعریف می شود: fطول یا نرم تابع

|| f || = √ √∫ ( )

35

فبن ثی ز سبثغ ثغ نضر ظیط ثسؾز ی آیس:

|| f – g || = √∫ ( ( ) ( ))

u,v> =0>( شؼبس ؿشس اط inner product spaceفضبی ضطة زاذی)یه زض v uز ثطزاض

اط ( شؼبس یى ؿشسinner product spaceزاذی)زض یه فضبی ضطة u vچی ز ثطزاض ثبقس.

. u || = || v || = 1 ||( 2(شؼبس ثبقس 1

قب ساثؼی اؾز و: :L2(ℝ)هجوػ

f : ℝ ℝ

ث عضی و:

|| f || =

√∫ ( )

<

(The Orthogonal Decomposition Theoremتئسی تجضی هتؼبهذ)

v = wی ساس ث نضر ثبقس آب ط Vحسز اظ فضبی ضطة زاذی ثب ثؼسیه ظیط فضب wاط

سئضی ثهضر ظیطاؾشفبز ی قز: . ای و ث عض یىشب قش قز +

خز {w1,w2,…,wk}ثب دبی بی شؼبس Wظیط فضبی یه Vفطو ویس و یه فضبی ضطة زاذی

Orthogonal Decomposition Theoremب عض و زض w. دؽ فطو ویس و زاضز. ث ػال

ث صست صیش است:ثیبى شذ

w =

بیس ی قز. Wضی v( orthogonal projection) سهیط شؼبس wثطزاض

زاضی: ثطای ثسؾز آضز

36

بیس ی قز. residual ، ثطزاض

(:the wavelet sonsیلت پسش)

:قز یث نضر ظیط سؼطیف

( ) ( )

:Multiresolutionتحلیل

)خبثدبیی translation)اجؿبط یب امجبو( scalingیز ب سؾظ یىی اظ اسی )دسض یب بزض( سؾظ

س اؾشفبز قس، ؾیب ب ی سا n مبزیط فیثطای Vnقبذش ی قس. لشی و یز ب زض افمی(

ؾیب ب ی ساس ضی میبؼ وچىی ، nثب اشربة مبزیط ثجز ضی میبؼ ؾیؼی سحی قس.

ثیبیز لسضر یز ب زض ای اؾز و چ ثطای سحی یه ؾیب، دػ ای ایع قس. ظیجبیی

اظ یز ب خز زاضس،ط زی ای وبضب ی ساس ظب ادب قس.

یز بیی و ث عض ىطض زض وبضثطزب اؾشفبز ی قس، خضی ؾبذش قس اس و ؼیبضبی ؼیی ضا

ؾبذش قز ؾذؽ ذباز یز ثب ؼیبض MRAضیبفز اؾشبساضز ای اؾز و اثشسا یه اضضب وس.

ؾبذش قز. MRAبؾت اظ

سازی اظ ذال یز ب سضیح زاز قز. ثبیس سؼ ثشاس سؼطیف قز MRAلج اظ ای و یه

(:DENSITY PROPERTYخبصیت چگبلی)

ثب اؾشفبز اظ ای ذبنیز ی سا یعا ث آیرش یه دػ ثب دػ زیط ضا اساظ طفز. ث

ضا ثشا سؾظ یه Aاط ط ػض اؾز (dense)چب A، زض Aاظ دػ Bعض وی یه ظیط دػ

چب اؾز. R، زض Qثطای ثب دػ اػساز یب ث یعا زرای سمطیت ظز. B ػض

اػب قز.:ای ایس چی ی ساس ث فضبی زاز

زض f gفان ثی ز سبثغ سؾظ اذشالف ط آ ب اساظ یطی ی قز. ثبثطای فبن ثی ز سبثغ

L2(ℝ) ز:ث نضر ظیط حبؾج ی ق

( ) | | | | √∫ ( ( ) ( ))

37

سمطیت ظز قز، Vnسؾظ ساثغ خز زض فضبی یز ثب زلز زرا L2(ℝ)ثطای ای و ط سبثؼی زض

ثطای ط مساض ثعضي زرا زؾشطؾی زاقش ثبقی. Vnزض ث یز بی ثبیس ثشای

,یه سبثغ ثبثز سى ای ضی فانی ث فط Vیه ػض ضا زض ظط ثیطیس.

- ، m

a,b اؾز. یؼیV ؿجز ث L2(ℝ) (چبdense .اؾز )

، ظدیط ای س زض س MRIیه

… V-1 V0 V1 V2 …

:اؾز و ϕ(scaling function)ثسی ثب سبثغ میبؼ L2(ℝ)اظ ظیط فضبی

( اؾز.denseچب ) L2(ℝ)زض

* + .

( ) ( ) اط فمظ اط .

اؾز. V0یه دبی شؼبس یى ثطای +( ) *

scalingفط ؾبز ای ثطای سبثغ میبؼ ثسی )س، ثطای ثیكشط یز بیی و زض ػ اؾشفبز ی ق

function .زض ػو یه ذبنیز ثطای ط ( خز ساضزscaling function ( 4اظ قطط ) .شید ی قز

یه +( ) *اؾز، دػ V0ثطای ( orthonormalیه دبی شؼبس ثدبض ) +( ) *چ

( )𝜙یؼی اؾز V1یه دبی ثطای +( ) *الؼیز و اؾز. ای V1دبی شؼبس ثدبض ثطای

ی ساس ث فط

𝜙( ) ∑

𝜙( )

بیس ی قز، (dilation equation)قش قز. ای ؼبز، ؼبز سأذیط ckثطای ثؼضی اظ مبزیط ثبثز

( ؿشس. refinement coefficientsضطایت دبالیف ) {ck}ط ثبثز مبزی زض سئضی یز ذیی اؾز.

نسق ی وس، یه شید اظ سحی dilationیه ؼبز زض scaling functionای الؼیز و یه

Multiresolution (MRA اؾز. ای ؼبز ثس زاؿش یه فط كرم ثطای )𝜙 اعالػبر وبفی ضا ،

ی آضز. ثطای ث دیف ضفش فطا

38

ساثط ثیي یلت بی هبدس یلت بی پذس

ضا ی قبؾی، اب فط كرهی ثطای یز بزض scaling یز دسض یب سبثغ ،زض ذیی اظ اضز ب

ی سا یز multiresolution (MRA )ساضی. زض ای ثرف ذای زیس و ث قطط زاقش یه سحی

، ثب scaling functionای بضا لبزض ی ؾبظز و فمظ ثب زاؿش قز. scaling functionبزض ضا ثط حؿت

یز ب وبض وی.

( زاضی. سئضی سدعی شؼبس scaling funftion ثب یه یز دسض ) MRAفطو ویس و ب یه

(orthogonal Decomposition Theoremسضی ی وس و ط ؾیب یه سدعی ا ) حس زض

( ) L2(ℝ) ( یه ؾیب یب یه سبثغ projectionزاضز. ث یػ سهیط ) ضی

ث

نضر ظیط ثسؾز ی آیس:

∑

و یه دبی یز ψیه سبثغ زاقش ثبقی، یك MRAط لز و ب یه ی یس و MRAسئضی

س یىشؼب

*

⁄ ( ) +

ػب سیس ی وس خز زاضز. L2(ℝ)زض

ظبط ی قز ای ساثغ ضا طبیع ی ( ) و زض ⁄

وس.

MRAزاقش یه ضثظ زی. ϕضا ث سبثغ میبؼ ثسی ψو چ ؾای و ایدب غطح اؾز ای اؾز

یع خز زاضز: dilation، یه ؼبز ϕثب سبثغ میبؼ ثسی

𝜙( ) ∑

𝜙( )

یع یه خاة ای ϕیه خاة ای ؼبز اؾز ثبثطای ط ضطة اؾىبط ϕسخ ویس اظ آ خبیی و

ث ثیب زیط ی سا فطو وطز و ى اؾز طبیع قز. ϕای و یؼی ؼبز اؾز.

ϕ( ) ϕ( ) ∫ ϕ ( )

39

، یه دػ شؼبس یى اؾز. یه خبصاضی ؾطاؾز كب +( )MRA ،*𝜙 ػال ثط ای، ثب یه

( )ϕ( ) ϕ ثیب زیط . ث یع یه دػ شؼبس اؾز +( )𝜙* ی زسو

.

یه دػ ؿشم +( )𝜙*شؼبس اؾز چی زالز زاضز و +( )𝜙*ای الؼیز و

ذغی اؾز. خ قز و اطچ

ϕ( ) ϕ( ) ∫ ϕ ( )

∫ ϕ

( )

یه دػ شؼبس یى یؿز. +( )𝜙* ثبثطای

، طبیع ی وی. ثب ای وبض √ضا ثب ضطة ط خ زض ( )𝜙ثطای ؾبز ؾبظی حبؾجبر، ساثغ

طبیع refinementخسیس ثب ضطایت dilationیه ؼبز

√ زاضی ثبثطای:

( ) ∑ 𝜙( )

∑ √ 𝜙( )

فط ψایدبة ی وس و MRAفطو ویس و یه

( ) ∑ √ 𝜙( )

ث ب چ ی یس؟ gkزض ضز MRAضا زاضز. اب

زاضی:

𝜙( ) ( ) ∑ √ 𝜙( )

∑ √ 𝜙( )

∑

√ 𝜙( ) ∑ √ 𝜙( )

∑

∑

√ 𝜙( ) √ 𝜙( )

∑

√ 𝜙( ) √ 𝜙( )

∑

√ 𝜙( ) √ 𝜙( )

40

∑

√ 𝜙( ) √ 𝜙( )

∑

𝜙( ) 𝜙( )

∑

𝜙) اط ثرای یز بزض یز دسض شؼبس ثبقس ، ثبیس زاقش ثبقی: (

∑

زاضی: k,m ثطای ػال ثط ای،

( ) ( ) ∑ √ 𝜙( )

∑ √ 𝜙( )

∑ 𝜙( ( )) 𝜙( ( ))

ثبثطای ، حصف ی قس. i+2k=j+2mسب خالر ث خع خالسی و سخ ویس و

( ) ( ) ∑ 𝜙( ) 𝜙( )

∑ ( )

یه دبی شؼبس یى ثطای +( ) *ث آؾبی ی سا كب زاز و ث ای زاضی ثب سخاؾز.

0, if k

∑ ( )

1, if k = m

41

∑ خز زاضز و زض ضاثغ ثبال ضاثغ {gk}سؼساز ظیبزی ظدط مبزیطی و نسق ی وس.

:ثسؾز ی آیس. ضز لج اؾز اظ ضاثغ ظیط gkػب ثطای

( )

ثب سخ ث ای یز بزض ث نضر ظیط زاز ی قز.

( ) ∑ √ 𝜙( )

∑( )

√ 𝜙( )

DAUBECHIESیلت بی

Daubechies از ای اظ یز ی كز و زاضای ؿشط حسزجب ذب(زcompact support ؿجشب )

، ضطایت ثب قطط بی ؾبز كرهی ضی یز ب قطع وطز( ثبقس. ا smoothnessاض)

refinement ثب اؾشفبز اظ اضیش وؿىز، زاض سبثغ میبؼ ثسی) بؾت ضا سؼیی وطزscaling

function.وكف ا و ی سا یه ( ضا ثسؾز آضزscaling function ضا ثب اؾشفبز اظ قطط بیی و ا

زض Daubechies صاقش ثز دیسا وطز زض ع ذز ثی ظیط ثز ثب اقشیبق فطاا ثب ا ثطذضز قس.

. او ؾبز سطی آ ضا زض ظط ی یطی:ضا سؾؼ زاز سؼسازی ذباز یز اثؿش حمیمز،

و زض ازا آس اؾز خز زاضز. Daubechiesؾ قطط ثطای ثسؾز آضز یز

compact supportزاضای ؿشط حسز) scaling functionای قطط ای اؾز و ( )𝜙( اؾز. زض ػ

ث خع refinementیه شید آ ای اؾز و ضطایت نفط ی ثبقس. t < 3 > 0ذبضج اظ ثبظ

c0,c1,c2,c3 .و ای زالز زاضز ثط ای و :سخ قز نفط ؿشس

𝜙( ) 𝜙( ) 𝜙( ) 𝜙( ) 𝜙( )

بیس ی قز. compact support conditionای اعا،

orthogonalityزی قطعی و زض ای والؼ اظ یز ب نسق ی وس، قطط شؼبس ثز )

condition ) زض لت ط ی ثبقس و MRA .ث ثیب ؾبز، ای قطط یبظس ای اؾز و خز زاضز

scaling function .قطط شؼبس ثز ثط ای زالز زاضز وث خبثدبیی ذزـ، شؼبس ثبقس

∑ ثطای ط ∑

اػب قز، زاضی Daubechiesلشی و ث ای والؼ اظ یز بی

42

C0

2 + C12 + C2

2 + C32 = 2

،m=1 ثب زض ظط طفش

C0 C2 + C1 C3 = 0.

scaling( بیس ی قز طثط ث اض ثز regularity conditionآذطی قطط، قطط ظ )

function ی ثبقس. اؾبؼ ای ایس آ اؾز و ط چscaling functionس، ذباز یز ، اضسط ثبق

ثشط ی ساس چس خ ای ب ضا سمطیت ثعس. زض ای ثب ی ذای غئ قی و سب چسخ

t 1قز. +( )𝜙*ای بی ثبثز ذغی ضا ی سا ثط حؿت یه سطویت ذغی اظ اػضبی دػ

سب اساظ ای اعا ثبال آ ب ضا یؿشس، L2(ℝ)ثبثز ذغی ؾبز ؿشس. اط چ ای ساثغ ػض ز سبثغ

شؼبس ثبقس. ای اط ب ضا ث ز ؼبز دؽ ای ز سبثغ ثبیس ثب یز بزض ی وس. V0ػض افشربضی

ظیط ضز ی ؾبظز.

∫ ( )

∫ ( )

( زاضز. vanishing momentسخ ث ای قطط، یز بزض كشبض یطا )چی فش ی قز و ثب

ؿشس، refinement( ب ضا ث ز ؼبز زیط و قب ضطایت moment conditionsای قطایظ كشبض)

refinementثب اؾشفبز اظ ای الؼیز و یز بزض ثط حؿت یز دسض ضطایت س. ضز ی ؾبظ

ی قز، زاضی: سؼطیف

( ) ∑( ) 𝜙( )

غیط نفط ؿشس، c0,c1,c2,c3فمظ refinement ،Daubechiesثب زض ظط طفش ای و ثطای ضطایت

شید ی قز و

( ) 𝜙( ) 𝜙( ) 𝜙( ) 𝜙( )

شفبز اظ ؼبز اذیط ز قطط كشبض ث آؾبی ی سا كب زاز و:ثب اؾ

-c0 + c1 - c2 + c3 = 0

-c1 + 2c2 - 3c3 = 0

، زاضی: Daubechiesثبثطای ثب اػب ای ؾ قطط ثطای ثسؾز آضز یز

43

c0

2 + c12 + c2

2 + c32 = 2

c0 c2 + c1 c3 = 0

-c0 + c1 - c2 + c3 = 0

-c1 + 2c2 - 3c3 = 0

ضا ث نضر ظیط ثسؾز آضی: refinementثب ح چبض ؼبز چبض د ثبال ی سای ضطایت

√

√

√

√

ط ثسؾز ی آیس: ث نضر ظی dilationؼبز ثسؾز آس، refinementثب اؾشفبز اظ ضطایت

𝜙( ) √

𝜙( )

√

𝜙( )

√

𝜙( )

√

𝜙( )

4ثسؾز ی آیس، اظ آدبیی و زاضای dilation( و اظ ای ؼبز scaling functionسبثغ میبؼ ثسی)

بیس ی قز. D4ی ثبقس، refinementضطیت

44

فیلتشبی ثبال گزس فیلتشبی پبییي گزسی یلت ب ثب استفبد اص پیبد سبص

ثب ؾای و غطح اؾز ای اؾز و چ ی سا اظ یز ب ثطای دطزاظـ ؾیب ب اؾشفبز وطز؟

ای ، ب ی سای اظ آچ و اضیش طی بیس ی قز ثطای دطزاظـ اؾشفبز وطز.MRAزاقش یه

ضیش ث ز طح فیشط وطز اثؿش اؾز.ا

زالسی ث فطبث عض وی ثطای ط ذباز یز یك ؼ

𝜙( ) ∑ √ 𝜙( )

( ) ∑ √ 𝜙( )

ثطای یز بی دسض بزض خز زاضز.

ثبیس زض سؼسازی اظ قطایظ نسق وس. شید ی قز، scalingو اظ ای ؼبزالر {gk} , {hk}ظدیط

ؾزسسطی آ ب ثطای وبضثطز ب ضاثغ ظیط اؾز:

( )

ی سا ؾیب ب ضا دطزاظـ وطز ث سطسیت فیشطبی دبیی صض {gk} , {hk}ثب اؾشفبز اظ ظدیط

ثبالصض بیس ی قس.

سفطو وی

S=[s0 , s1 , … , sm-1]

و سؾظ یه سبثغ ثبقس.ای ؾیب 2nیه ؾیب ثب ع

∑ 𝜙

زاز ی قز ضا كرم ی وس.

لشی و ای ز ػطز ث یه ؾیب دطزاظـ ی وس. H Gفیشط ب ؾیب ضا ثب سؼیی ز ػطز

ای Kؿشس. sضا سیس ی وس و ط وسا هف ع Hs Gsقس، ز ؾیب خسیس اػب ی

كرم ی قز ث نضر ظیط سؼطیف ی قس: k (Gs)k(Hs)سؾظ Hs Gsػض ؾیب خسیس

( ) ∑

45

( ) ∑

ضا ث نضر ظیط زض ظط ثیطیس: Sثب : ؾیب

S = [s0 , s1 , s2 , s3 , s4 , s5 , s6 , s7]

ث نضر ظیط حبؾج ی قز: Sسجسی یز

S* = [ h0 s0 + h1 s1 + h2 s2 + h3 s3 ,

h0 s2 + h1 s3 + h2 s4 + h3 s5 ,

h0 s4 + h1 s5 + h2 s6+ h3 s7 ,

h0 s6 + h1 s7 + h2 s0 + h3 s1 ,

g0 s0 + g1 s1 + g2 s2 + g3 s3 ,

g0 s2 + g1 s3 + g2 s4 + g3 s5 ,

g0 s4 + g1 s5 + g2 s6+ g3 s7 ,

g0 s6 + g1 s7 + g2 s0 + g3 s1]

Mallat’sطی الر )اؾشفبز ی وس، اضیش فیشطبدطزاظـ ؾیب اظ ای اضیش و ثطای

pyramid algorithm.ی سا ای اضیش ضا ث قى ظیط بیف زاز. ( بیس ی قز

S H S1 H S2 H … H Sn

G G G … G

d1 d2 … dn

46

جذیل ػکس یلتت

لشی و ی زای یه ؾیب ضا چ سؾظ فیشطب سدعی وی، ب لسض اؾز و ثشای

*Hیه ػس عاز زاضس و ث سطسیت H Gیه اظ ػسبی ط سطویت وی. زثبض ؾیب ضا

G* وی ب ی سا اضیش طی ضا ثطػىؽ بیس ی قس. ای ب اثعاضبیی ؿشس و ث ؾی آ.

ای ػسب ث نضر ظیط سؼطیف ی قس:

( ) ∑

( ) ∑

ضا ث نضر ظیط زض ظط ی یطی: Sؾیب

S = [s0 , s1 , s2 , s3 , s4 , s5 , s6 , s7]

ث نضر ظیط حبؾج ی قز: Sب عض و زیسی سجسی یز

S* = [ h0 s0 + h1 s1 + h2 s2 + h3 s3 , s0*

h0 s2 + h1 s3 + h2 s4 + h3 s5 , s1*

h0 s4 + h1 s5 + h2 s6+ h3 s7 , s2*

h0 s6 + h1 s7 + h2 s0 + h3 s1 , s3*

g0 s0 + g1 s1 + g2 s2 + g3 s3 , d0*

g0 s2 + g1 s3 + g2 s4 + g3 s5 , d1*

g0 s4 + g1 s5 + g2 s6+ g3 s7 , d2*

g0 s6 + g1 s7 + g2 s0 + g3 s1] d3*

خز زاضز، زیسی و MRAشؼبس ثز و زض لت ط چی ثب سخ ث قطط

C02 + C1

2 + C22 + C3

2 = 2

C0 C2 + C1 C3 = 0.

47

ثب سخ ث ای و

√ زاضی :

h02 + h1

2 + h22 + h3

2 = 1

h0 h2 + h1 h3 = 0

ثطؾی. ثطای ای و ثفی و آیب Sسجسی ػىؽ یز ثیطی ثبیس زثبض ث ؾیب *Sاط اظ ؾیب

ی بی. زاضی: ’Sضا *Sی ضؾی یب ، ػىؽ سجسی یز ضی ؾیب Sالؼب ثب ای ػ ث ؾیب

S’ = [

]

ثطای ضا حبؾج ی وی:

( )

+ ( )

+ ( )

+ ( )

زض ؼبز ثبال زاضی: g0=h3, g1=-h2, g2=h1, g3=-h0ثب خبصاضی

( ) ( ) (h0

2 + h12 + h2

2 + h32) s0

+ ( ) + (h0 h2 + h1 h3) s2 + (h0h3 - h0h3) s3

= s0

ث عض كبث ی سا كب زاز و

= S0 = [s0 , s1 , s2 , s3 , s4 , s5 , s6 , s7]

ثبثطای اط اظ یه ؾیب اثشسا سجسی یز ؾذؽ ػىؽ سجسی یز ثیطی، زثبض ث ب ؾیب

ی ضؾی.

48

سومفصل

الگسیتن ب

الگسیتن هسد استفبد ثشای پیبد سبصی تجذیل یلت

فطاذای ی قز Cشفبز لطاض ی یطز سؾظ ثطب سبثغ ای و ثطای دیبز ؾبظی سجسی یز ضز اؾ

:ث نضر ظیط اؾز

waveletdecom(S, length, h_gDecom, order, y_low, y_high, sbuffer)

S=[s0, s1, s2, …, sk, …, sn] ؾیب ضزی

length سؼساز ب زض ؾیب ضزی

h_gDecom[order×2] = [h0,h1, …,hk, g0, g1, …, gk] ضطایت یز

y_low )ا

( S سجسی یز ؾیب

y_high )ز

( S سجسی یز ؾیب

sbuffer زض اثشسا ثبیس ثب نفط دط قز ، order ثبفط وىی ث ع

ضا فطاذای ی وس، وبضبی ظیط ادب ای سبثغ Cثطب ث ظثب اؾجی ؾش ی قز. بی و ثطب

ی یطز:

اقبض ی وس ث نضر چطذكی سؼطیف قس اؾز، یؼی طب ث اشب ضؾیس زثبض ث اثشسا ثط ی طزز. Sؾیب سب اظ k ضخیؿشطی و ث

زض یه ضطة ی قس شید ط وسا ث سطسیت ث نضر خساب s0زض h0 g0عب

49

accumulator ث ب بیAC0 AC1 شذیط ی قس. زض ؾیى ثؼسی عبh1 g1 زضs1 ضطة ی

ح لج ثسؾز آس اس خغ قس زثبض و زض ط AC0 AC1 شید حبن ضطة ث سطسیت ثب قس

hkیؼی ضطة ،0 (Gs)0(Hs)وب شذیط ی قس. ای وبض سب سیس AC0 AC1 ث ب سطسیت زض

gk زضsk ازا ی یبثس. لشی و خغ ثب شبیح لجی(Hs)0 (Gs)0 سیس قسس، شید ث سطسیت زض

y_low[0] y_high[0] .زض طح ثؼس لطاض ی یطسSn+1 Sn+2 ث خبیS0 S1 .لطاض ی یطس

شذیط ی AC0 AC1ضطة ی قس شید ط وسا ث سطسیت زض s2زض h0 g0 زض ای طح اثشسا

AC0 شید حبن ضطة ث سطسیت ثب ضطة ی قس s3زض h1 g1قس. زض ؾیى ثؼسی عب

AC1 و زض طح لج ثسؾز آس اس خغ قس زثبض ث ب سطسیت زض AC0 AC1 شذیط ی

ازا ی یبثس. خغ ثب شبیح لجی sk+2زض hk gkیؼی ضطة ،1 (Gs)1(Hs). ای وبض سب سیس وب قس

لطاض ی یطس. y_low[1] y_high[1]سیس قسس، شید ث سطسیت زض 1 (Gs)1(Hs)لشی و

سیس ی قز. Sث ی سطسیت سجسی یز ؾیب

اضی: زض طح آذط ز

50

شذیط ی قس. زض AC0 AC1ضطة ی قس شید ط وسا ث سطسیت زض sn-1زض h0 g0 اثشسا

و زض AC0 AC1 شید حبن ضطة ث سطسیت ثب ضطة ی قس snزض h1 g1ؾیى ثؼسی عب

شذیط ی قس. ای وبض AC0 AC1 طح لج ثسؾز آس اس خغ قس زثبض ث ب سطسیت زض

ازا ی یبثس. لشی و خغ ثب شبیح لجی s1زض hk gkیؼی ضطة ،n (Gs)n(Hs)سب سیس وب

(Hs)n (Gs)n سیس قسس، شید ث سطسیت زضy_low[n] y_high[n] .لطاض ی یطس

س ی قز.سی Sث ای سطسیت سجسی یز ؾیب

ؾبذشبض ثطب زض قى ظیط كب زاز قس اؾز:

51

52

53

تجذیل یلت ػکس الگسیتن هسد استفبد ثشای پیبد سبصی

فطاذای ی قز Cسبثغ ای و ثطای دیبز ؾبظی سجسی یز ضز اؾشفبز لطاض ی یطز سؾظ ثطب

ث نضر ظیط اؾز:

waveletrecon(Xlow, Xhigh, yOut, length, hgRecon, order, buffer)

Xlow = )ا ؾیب ضزی )

Xhigh = )ز

ؾیب ضزی )

yOut = ؾیب ذطخی

length = اساظ ؾیب ذطخی

hgRecon = [horder-2, horder-4 , …, h0, gorder-2, gorder-4 , …, g0, horder-1, horder-3 , …, h1, gorder-1, gorder-3 ,

…, g1] ضطایت ػىؽ سجسی یز

order = (order/2) h یب g اساظ

buffer = ثبفط وىی

اضیش ثطب زض قى ظیط آس اؾز:

54

55

56

57

فصل چهارم

TIهقبیس ثشبه تجذیل یلت شت شذ ثب ثشبه شت شذ تسط

MATLAB زض ای ثب اظ ؾیبثب ا:

input[16]={100, 200, 300, -100, 100, -400, -200, 400,-50,14,59,580,-4,-450,666,75}

طفش زض waveletdecomسؾظ ثطب ای و ایدبت قش یؼی سبثغ Daubechiesاثشسا سجسی یز

y_low,y_high شذیط ی قز. ؾذؽ ثطای ثطضؾی زضؾشی ثطب اظ ی ؾیب سؾظ سبثغ یشی و

سجسی یز طفش ی قز زض IMG_wave_decom_one_dimقش قس یؼی TIسؾظ قطوز

signal شذیط ی قز ؾذؽ اظ ذطخی و سؾظ ط ز سبثغ سیس ی قز، سجسی ػىؽ یز اثشسا

TI( ؾذؽ سؾظ ثطب ای و waveletreconسؾظ ثطب ای و ایدبت قش)

یع MATLABسؾظ inputؾیب زض اشب اظ( طفش ی قز .IMG_wave_recon_one_dimقش)

حبز ثبیس ؾیب انی ثبیس زثبض ؾبذش قز. ؾزض ط سجسی یز ػىؽ سجسی یز طفش قس.

ضا ث نضر ظیط ثسؾز آضزی: DB4ثطای h gضطایت

√

h0 = 0.4830 g0 = h3

h1 = 0.8365 g1 = - h2

h2 = 0.2241 g2 = h1

h3 = -0.1294 g3 = -h0

سجسی ی وی: Q15اثشسا ای ضطایت ضا ث فطز hk × 215 hk

h0 = 15825 g0 = -4240

h1 = 27410 g1 = -7344

h2 = 7344 g2 = 27410

h3 = -4240 g3 = -15825

58

یط ی قس.شذ h_gDecomث سطسیت زض h gزض ای ثطب

سجسی یز

waveletdecom(x,length,h_gDecom,order,y_low,y_high,xbuffer1);

IMG_wave_decom_one_dim( signal, temp_wksp, db2, length,1 );

ػىؽ سجسی یز

waveletrecon(y_low,y_high,x,length,h_gRecon,order, xbuffer2);

IMG_wave_recon_one_dim( signal, temp_wksp, db2, length, 1 );

MATLABسجسی یز ثب اؾشفبز اظ

[Wa,Wd] = dwt(input,'db2') Wa =

59

176.7767 295.7837 135.4154 -382.9028 224.9950 -74.2700 571.0120 -238.7901 315.0161

Wd =

-61.2372 241.4815 260.4283 -283.7718 -112.3629 -227.4316 76.3486 622.2800 -361.9121

MATLABسجسی یز ثب اؾشفبز اظ ػىؽ

>> input = idwt(Wa,Wd,'db2') input = 100.0000 200.0000 300.0000 -100.0000 100.0000 -400.0000 -200.0000 400.0000 -50.0000 14.0000 59.0000 580.0000 -4.0000 -450.0000 666.0000 75.0000

سجسی یز طفش ی قز،اػساز DSPب عض و كبس ی قز بی و اظ یه ؾیب سؾظ

قش قس اؾز، شید ای و ث TIث نضر نحیح بیف زاز ی قس. زض ثطب ای و سؾظ قطوز

اب زض ثطب ای و ػكبضی آ، ثسؾز آس اؾز. نضر ػسز نحیح بیف زاز ی قز ثبحصف لؿز ا

MATLABای خبت قش اؾز، شید بیف زاز قس ثب ضس وطز ثسؾز آس اؾز، ثبثطای ؿجز ث

زاضای ذغبی وشطی ی ثبقس.

خز زاضز ای اؾز و ب طفش سجسی یز اظ یه ؾیب ز MATLABاقىبی و زض ثطب

ساض اضبفی سیس ی وس.م

60

ضمیمه ها

:c55xسشی DSPبی تشاش تجذیل یلت سی ثشبه;waveletdecom.asm

;prototype : void waveletdecom(int *x,unsigned int length,int *h_g

; ,unsigned int order, int *y_low, int *y_high, int *xbuffer);

;

; Entry : arg1: AR0 : x - wavelet input buffer pointer

; arg2: T0 : length - num of sample in input buffer

; arg3: AR1 : h_g - wavelet coefficient array pointer

; arg4: T1 : order - number of low or high wavelet coefficient

; arg5: AR2 : y_low

; arg6: AR3 : y_high

; arg7: AR4 : xbuffer - signal buffer pointer

.def _waveletdecom

.text

_waveletdecom

PSHM ST1_55 ; Save ST1, ST2, and ST3

PSHM ST2_55

PSHM ST3_55

OR #0X340, MMAP(ST1_55) ;SET FRCT,SXMD,SATD

;

;FRCT =1 : fractional mode is on.Result of multiply operation are shifted

; left by 1 bit for decimal point adjustment.This require when

; you multiply 2 signed Q15 Values and you need a Q31

61

; result.(spru374.pdf)

;

;SXMD=1 : Input operand are sign extended

;

;SATD=1 : If overflow is detected, the destination register is saturated to

; 7FFFH (positive overflow) or 8000H (nagavite overflow)

;

BSET SMUL

;

;SMUL=1 : saturation mode is on

;

; SMUL=1 -\

; FRCT=1 > This force the product of 2 negative numbers

; SATD=1 -/ to be a positive number

;

MOV MMAP(AR1), BSA01 ;CIRCULAR BUFFER (AR1) START ADDRESS : h

ADD T1,AR1 ;AR1=AR1+T1 ,(T1= order)

MOV MMAP(AR1),BSA45 ;CIRCULAR BUFFER (AR4) START ADDRESS : g

MOV MMAP(AR4), BSAC ;CIRCULAR BUFFER (CDP) START ADDRESS : xbuffer

MOV MMAP(T1), BK03 ;CIRCULAR BUFFER SIZE : ORDER

MOV MMAP(T1), BK47

MOV MMAP(T0), BKC ;CIRCULAR BUFFER SIZE : length

OR #0X142, MMAP(ST2_55) ;ENABLE AR1=>h & AR6=>g & CDP=>xbuffer

;AS CICULAR POINTERS

MOV #0, AR1 ;START FROM ZERO OFFSET

MOV #0,CDP

MOV #0,AR4

SFTL T0,#-1 ;T0=T0>>1 => T0=T0/2

62

SUB #2,T0

MOV T0,BRC0 ;INITIALIZE OUTER LOOP FOR LENGTH

SUB #3, T1, T0 ;T0 = ORDER -1

MOV T0, CSR

RPTBLOCAL LOOP-1

MPY *AR1+,*CDP+,AC0

::MPY *AR4+,*CDP+,AC1

|| RPT CSR

MAC *AR1+,*CDP+,AC0

::MAC *AR4+,*CDP+,AC1

MACR *AR1+,*CDP+,AC0

::MACR *AR4+,*CDP+,AC1

MOV HI(AC0),*AR2+

MOV HI(AC1),*AR3+

MOV *AR0+,*CDP+

MOV *AR0+,*CDP+

AMAR *CDP-

AMAR *CDP-

LOOP:

POPM ST3_55 ; Restore ST1, ST2, and ST3

POPM ST2_55

POPM ST1_55

RET

.end

63

ششح ثشبه:

waveletdecomبم تبثغ

waveletdecom(S, length, h_g, order, y_low, y_high, sbuffer)

ثطای :

S = [s0 , s1 , s2 , s3 , s4 , s5 , s6 , s7] length = 8

h_g = [h0, h1, h2, h3, g0, g1, g2, g3] order = 4

AR0 ث ؾیبS .اقبض ی وس

T0 = length

AR1 .ث ضطایت یز اقبض ی وس

T1= order

.def _waveletdecom

)ب سبثغ( زض ای ثطب سؼطیف قس اؾز سؾظ ثطب بی waveletdecomای زؾشض ی یس و

ضز اؾشفبز لطاض ی C زض ثطب جط ی یس و ای ؾجث اؾ "_"زیط ضز اؾشفبز لطاض ی یطز.

یطز.

PSHM ST1_55

PSHM ST2_55

PSHM ST3_55

شذیط ی قز. ST1_55 ST2_55 ST3_55ی ضؼیز ثب ای زؾشضار حشیبر ثجبر ب

OR #0X340, MMAP(ST1_55)

ثب اخطای ای زؾشض اضز ظیط اسفبق ی افشس:

64

FRCT = 1 ضؼیز وؿطی ضق ی قز. شید ػ ضطة ثطای سظی یع اػكبضی یه ثیز ث :

زض ضطة ی قس شید ثبیس یه Q15ز زاض چخ قیفز دیسا ی وس. ظبی و ز ػسز ػال

ثبقس، ای وبض ضطضی اؾز. Q31ػسز

SXMD=1 .ػسبی ضزی ث نضر ػالز زاض ؿشطـ ی یبثس :

SATD = 1 ( اط ؾطضیع :overflow ضی زس، ثجبر مهس ث )7FFFH 8000)ؾطضیع ثجز( یبH

( اقجبع ی قز. )ؾطضیع فی

BSET SMUL

SMUL = 1 .ی قز: س اقجبع ضق ی قز

SMUL=1

FRCT=1 .ثبػث ی قس و حبن ضطة ز ػسز فی، یه ػسز ثجز ثبقس

SATD=1

MOV MMAP(AR1), BSA01

ADD T1,AR1

MOV MMAP(AR1),BSA45

MOV MMAP(AR4), BSAC

MOV MMAP(T1), BK03

MOV MMAP(T1), BK47

MOV MMAP(T0), BKC

OR #0X112, MMAP(ST2_55)

AR1 ( ث یه ثبفط زایط ایCIRCULAR BUFFER و ث )h اقبض ی وس اساظ آ ثطاثط سؼسازh ،ب اؾز

سجسی ی قز.

65

AR4 ث یه ثب( فط زایط ایCIRCULAR BUFFER و ث )g اقبض ی وس اساظ آ ثطاثط سؼسازg ،ب اؾز

سجسی ی قز.

CDP .ث یه ثبفط زایط ای وىی سجسی ی قز

تؼشیف گشدد آفست آى n ث اذاص CIRCULAR BUFFERگبهی ک یك سجیستش ث صست

ث آى اضبف گشدد،دثبس ث وبى خب ای ک دس اثتذا n+1صفش دس ظش گشفت شد، پس اص آى ک

اشبس هی کشد ثش هی گشدد.

MOV #0, AR1

MOV #0, CDP

MOV #0, AR4

آفؿز نفط زض ظط طفش ی قز. AR1, CDP, AR6ثطای

SFTL T0,#-1

SUB #1,T0

MOV T0,BRC0

Sثطاثط ع ؾیب LENGTHسىطاض ی قز. 2-(LENGTH /2)( ث سؼساز RPTBLOCALحم ذبضخی )

ی ثبقس.

SUB #3, T1, T0

MOV T0, CSR

سىطاض ی قز. order-2( ث سؼساز RPTحم زاذی )

RPTBLOCAL LOOP-1

MPY *AR1+,*CDP+,AC0

66

::MPY *AR4+,*CDP+,AC1

ز ػ ظیط ث عض ظب اخطا ی قس:

AC0 = h0 * s0

AC1 = g0 * s0

|| RPT CSR

MAC *AR1+,*CDP+,AC0

::MAC *AR4+,*CDP+,AC1

. یؼی حم ز ثبض اخطا ی قز.: ORDER = 4ثب فطو

1) AC0 = h0 * s0 + h1 * s1 ض ا و حم اخطا ی قز ثب

1) AC1 = g0 * s0 + g1 * s1

2) AC0 = h0 * s0 + h1 * s1 + h2 * s2 ثبض ز و حم اخطا ی قز

2) AC1 = g0 * s0 + g1 * s1 + g2 * s2

MACR *AR1+,*CDP+,AC0

::MACR *AR4+,*CDP+,AC1

AC0 = h0 * s0 + h1 * s1 + h2 * s2 + h3 * s3 AC1 = g0 * s0 + g1 * s1 + g2 * s2 + g3 * s3

MOV HI(AC0),*AR2+

MOV HI(AC1),*AR3+

ylow[0] = h0 * s0 + h1 * s1 + h2 * s2 + h3 * s3

yhigh[0] = g0 * s0 + g1 * s1 + g2 * s2 + g3 * s3

67

MOV *AR0+,*CDP+

MOV *AR0+,*CDP+

AMAR *CDP-

AMAR *CDP-

LOOP:

ثب سىطاض ای حم زاضی:

ylow[1] = h0 s4 + h1 s5 + h2 s6+ h3 s7

yhigh[1] = g0 s2 + g1 s3 + g2 s4 + g3 s5

ylow[2] = h0 s6 + h1 s7 + h2 s0 + h3 s1

yhigh[2] = g0 s4 + g1 s5 + g2 s6+ g3 s7

ylow[3] = g0 s0 + g1 s1 + g2 s2 + g3 s3

yhigh[3] = g0 s6 + g1 s7 + g2 s0 + g3 s1

:c55xسشی DSPبی تشاش تجذیل یلت سی ػکس پیبد سبصی

;waveletrecon.asm

;

; prototype : void waveletrecon(int *Xlow, int *Xhigh, int *yOut, int length,

; int *hgRecon, int order, int *buffer)

;

; Entry : arg1 : AR0 - Xlow : s*

; arg2 : AR1 - Xhigh : d*

; arg3 : AR2 - yOut : S

; arg4 : T0 - length

; arg5 : AR3 - hgRecon : wavelet coeficients

; arg6 : T1 - order : Length of hgRecon/2

; arg7 : AR4 - buffer

68

;

.def _waveletrecon

.text

_waveletrecon

PSH AR5

PSHM ST1_55 ; Save ST1, ST2, and ST3

PSHM ST2_55

PSHM ST3_55

OR #0X340, MMAP(ST1_55) ;SET FRCT,SXMD,SATD

BSET SMUL

MOV MMAP(AR3), BSA23 ;CIRCULAR BUFFER (AR3) START ADDRESS : h

ADD T1, AR3

MOV MMAP(AR3), BSA45 ;CIRCULAR BUFFER (AR5) START ADDRESS : g

MOV MMAP(AR4), BSAC ;CIRCULAR BUFFER (CDP) START ADDRESS : BUFFER

MOV MMAP(T1), BK03 ;CIRCULAR BUFFER SIZE : ORDER

MOV MMAP(T1), BK47

MOV MMAP(T1), BKC ;CIRCULAR BUFFER SIZE : ORDER

OR #0X128, MMAP(ST2_55) ;ENABLE AR3=>h & AR5=>g & CDP=>xbuffer AS CICULAR POINTERS

MOV #0,AR3

MOV #0,AR5

MOV #0,CDP

MOV T1,T3 ;T3=T1=ORDER

SFTL T0,#-1 ;T0=LENGTH/2

MOV T0,T2 ;T2=LENGTH/2

69

SUB #1,T0

MOV T0,BRC0

MOV T2,T0

NEG T0 ;T0=-LENGTH/2

SFTL T1,#-1 ;T1=ORDER/2

SUB T1,T2 ;T2=LENGTH/2 - ORDER/2

ADD #1,T2 ;T2=LENGTH/2 - ORDER/2 + 1

SUB #2,T1 ;T1=ORDER/2 - 2

ADD T2,AR0

ADD T2,AR1

MOV T1,CSR

RPT CSR

MOV *AR0+,*CDP+

AMAR *(AR0+T0)

MOV *AR0+,*CDP+

RPT CSR

MOV *AR1+,*CDP+

AMAR *(AR1+T0)

MOV *AR1+,*CDP+

MOV T3,T1 ;T1=ORDER

SUB #3,T1,T0 ;T0=ORDER-3

MOV T0,CSR

ADD #1,T0

RPTBLOCAL LOOP-1

MPY *AR3+,*CDP+,AC0 ; The first operation

:: MPY *AR5+,*CDP+,AC1

70

|| RPT CSR

MAC *AR3+,*CDP+,AC0 ; The rest MAC iterations

:: MAC *AR5+,*CDP+,AC1

MACR *AR3+,*CDP+,AC0

:: MACR *AR5+,*CDP+,AC1 ; The last MAC operation

MOV HI(AC0),*AR3+ ; Store two output data

MOV HI(AC1),*AR3+

MOV *AR1+,*(CDP+T0)

MOV *AR0+,*(CDP+T0)

AMAR *CDP+

LOOP:

POPM ST3_55

POPM ST2_55

POPM ST1_55

POP AR5

RET

.END

تضیح ثشبه:

waveletrecon(S_low, S_high, yOut, length, hgRecon, order, buffer)

ثطای زاضی:

S_low = s* = [s0, s1, s2, s3], S_high = d* = [ d0, d1, d2, d3], yOut=[s0 , s1 , s2 , s3 , s4 , s5 , s6 , s7]

length = 8, order= 4

شذیط قس: DSPث نضر ظیط زض حبفظ ضطایت یز ثبیس

ضطایت -ضطایت فطز فیشط دبیی صض –اثشسا ضطایت ظج فیشط دبیی صض ؾذؽ ضطایت ظج فیشط ثبال صض

فطز فیشط ثبال صض

71

ثطای ثب:

ای لؿز اظ ثطب ػ ظیط ضا ادب ی زس:

ضا ادب ی ای لؿز اظ ثطب ث سطسیت اػب ظیط زس:

72

73

ؿشس ثب یه ثبض اخطای Sو ف بی ا ز سجسی ػىؽ یز ؾیب ’s0’ s1ث ای سطسیت

ث سطسیت سیس ی قس. LOOPحم

وبض ظیط ادب ی قز: LOOPثب اخطای ای لؿز اظ حم

یع ث سطسیت Sثمی ف بی سجسی ػىؽ یز LOOPض زیط حم ث ی سطسیت ثب اخطای چس ثب

سیس ی قس.

ک دس هثبل ال هسد استفبد قشاس گشفت cثشبه #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <imagelib.h> #include <wavelet.h>

#define length 16 /* Input sample size */ #define order 4 /* Number of FIR filter coefficients */

74

extern void waveletdecom(int *, unsigned int, int *, unsigned int, int *, int *,int *); extern void waveletrecon(int *, int *, int *, int,int *, int , int *); /* wavelet coefficients */ int h_gDecom[order*2]= { 15825, 27410, 7344, -4240, -4240, -7344, 27410, -15825 }; int h_gRecon[order*2]= { 7344, 15825, 27410, -4240, -4240, 27410, -15825, -7344 }; int input[length]={100, 200, 300, -100, 100, -400, -200, 400,-50,14,59,580,-4,-450,666,75}; unsigned int i; int x[length]; int xbuffer1[order],xbuffer2[order]; /* Signal buffer */

short signal[length]; /* Output buffer */ int y_low[length/2]; int y_high[length/2]; short temp_wksp[length];

void main(void) { for (i=0; i<order; i++) xbuffer2[i]=0; for (i=0; i<length; i++) { x[i]=input[i]; /* Get a buffer of samples */ signal[i]=input[i]; } waveletdecom(x,length,h_gDecom,order,y_low,y_high,xbuffer1); IMG_wave_decom_one_dim( signal, temp_wksp, db2, length,1 );

waveletrecon(y_low,y_high,x,length,h_gRecon,order, xbuffer2); IMG_wave_recon_one_dim( signal, temp_wksp, db2, length, 1 ); {

75

منابع

1-Edward Aboufadel & Steven Schlicker, Discovering wavelet, John Wiley & Sons, 1999.

2-Sen M Kuo, Bob H Lee, Real-Time Digital Signal Processing Implementations, Applications, and Experiments with the TMS320C55X , John Wiley & Sons Ltd publishing, 2001.

3-Wavelet Transforms in the TMS320C55x(SPRA800)

4-TMS320VC5510 DSK Technical Reference, Spectrum Digital, 2002.

5-TMS320C55x Optimizing C/C++ CompilerUser’s Guide(SPRU281F), 2003.

6-TMS320VC5510/5510A Fixed-Point Digital Signal Processor(SPRS076O) 2007.

7-TMS320C55x DSP Mnemonic Instruction Set Reference Guide (literature number SPRU374), 2002.

8-http://students.washington.edu/hyrum/class/ect52/

9-http://www.fulton.asu.edu/~karam/realdsp/