c13-0 (Numerical Recipes in C)

PDF-файл c13-0 (Numerical Recipes in C) Цифровая обработка сигналов (ЦОС) (15338): Книга - 8 семестрc13-0 (Numerical Recipes in C) - PDF (15338) - СтудИзба2017-12-27СтудИзба

Описание файла

Файл "c13-0" внутри архива находится в папке "Numerical Recipes in C". PDF-файл из архива "Numerical Recipes in C", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "цифровая обработка сигналов (цос)" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "цифровая обработка сигналов" в общих файлах.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

13.0 IntroductionFourier methods have revolutionized fields of science and engineering, fromradio astronomy to medical imaging, from seismology to spectroscopy. In thischapter, we present some of the basic applications of Fourier and spectral methodsthat have made these revolutions possible.Say the word “Fourier” to a numericist, and the response, as if by Pavlovianconditioning, will likely be “FFT.” Indeed, the wide application of Fourier methodsmust be credited principally to the existence of the fast Fourier transform. Bettermousetraps stand aside: If you speed up any nontrivial algorithm by a factor of amillion or so, the world will beat a path towards finding useful applications for it.The most direct applications of the FFT are to the convolution or deconvolution ofdata (§13.1), correlation and autocorrelation (§13.2), optimal filtering (§13.3), powerspectrum estimation (§13.4), and the computation of Fourier integrals (§13.9).As important as they are, however, FFT methods are not the be-all and end-allof spectral analysis.

Section 13.5 is a brief introduction to the field of time-domaindigital filters. In the spectral domain, one limitation of the FFT is that it alwaysrepresents a function’s Fourier transform as a polynomial in z = exp(2πif∆)(cf. equation 12.1.7).

Sometimes, processes have spectra whose shapes are notwell represented by this form. An alternative form, which allows the spectrum tohave poles in z, is used in the techniques of linear prediction (§13.6) and maximumentropy spectral estimation (§13.7).Another significant limitation of all FFT methods is that they require the inputdata to be sampled at evenly spaced intervals. For irregularly or incompletelysampled data, other (albeit slower) methods are available, as discussed in §13.8.So-called wavelet methods inhabit a representation of function space that isneither in the temporal, nor in the spectral, domain, but rather something in-between.Section 13.10 is an introduction to this subject. Finally §13.11 is an excursion intonumerical use of the Fourier sampling theorem.537Sample page from NUMERICAL RECIPES IN C: THE ART OF SCIENTIFIC COMPUTING (ISBN 0-521-43108-5)Copyright (C) 1988-1992 by Cambridge University Press.Programs Copyright (C) 1988-1992 by Numerical Recipes Software.Permission is granted for internet users to make one paper copy for their own personal use.

Further reproduction, or any copying of machinereadable files (including this one) to any servercomputer, is strictly prohibited. To order Numerical Recipes books,diskettes, or CDROMsvisit website http://www.nr.com or call 1-800-872-7423 (North America only),or send email to trade@cup.cam.ac.uk (outside North America).Chapter 13.

Fourier and SpectralApplications538Chapter 13.Fourier and Spectral Applications13.1 Convolution and Deconvolution Usingthe FFTXM/2(r ∗ s)j ≡sj−k rk(13.1.1)k=−M/2+1If a discrete response function is nonzero only in some range −M/2 < k ≤ M/2,where M is a sufficiently large even integer, then the response function is called afinite impulse response (FIR), and its duration is M . (Notice that we are defining Mas the number of nonzero values of rk ; these values span a time interval of M − 1sampling times.) In most practical circumstances the case of finite M is the case ofinterest, either because the response really has a finite duration, or because we chooseto truncate it at some point and approximate it by a finite-duration response function.The discrete convolution theorem is this: If a signal sj is periodic with periodN , so that it is completely determined by the N values s0 , .

. . , sN−1 , then itsSample page from NUMERICAL RECIPES IN C: THE ART OF SCIENTIFIC COMPUTING (ISBN 0-521-43108-5)Copyright (C) 1988-1992 by Cambridge University Press.Programs Copyright (C) 1988-1992 by Numerical Recipes Software.Permission is granted for internet users to make one paper copy for their own personal use. Further reproduction, or any copying of machinereadable files (including this one) to any servercomputer, is strictly prohibited. To order Numerical Recipes books,diskettes, or CDROMsvisit website http://www.nr.com or call 1-800-872-7423 (North America only),or send email to trade@cup.cam.ac.uk (outside North America).We have defined the convolution of two functions for the continuous case inequation (12.0.8), and have given the convolution theorem as equation (12.0.9).

Thetheorem says that the Fourier transform of the convolution of two functions is equalto the product of their individual Fourier transforms. Now, we want to deal withthe discrete case. We will mention first the context in which convolution is a usefulprocedure, and then discuss how to compute it efficiently using the FFT.The convolution of two functions r(t) and s(t), denoted r ∗ s, is mathematicallyequal to their convolution in the opposite order, s ∗ r. Nevertheless, in mostapplications the two functions have quite different meanings and characters.

One ofthe functions, say s, is typically a signal or data stream, which goes on indefinitelyin time (or in whatever the appropriate independent variable may be). The otherfunction r is a “response function,” typically a peaked function that falls to zero inboth directions from its maximum. The effect of convolution is to smear the signals(t) in time according to the recipe provided by the response function r(t), as shownin Figure 13.1.1. In particular, a spike or delta-function of unit area in s which occursat some time t0 is supposed to be smeared into the shape of the response functionitself, but translated from time 0 to time t0 as r(t − t0 ).In the discrete case, the signal s(t) is represented by its sampled values at equaltime intervals sj .

The response function is also a discrete set of numbers rk , with thefollowing interpretation: r0 tells what multiple of the input signal in one channel (oneparticular value of j) is copied into the identical output channel (same value of j);r1 tells what multiple of input signal in channel j is additionally copied into outputchannel j + 1; r−1 tells the multiple that is copied into channel j − 1; and so on forboth positive and negative values of k in rk .

Figure 13.1.2 illustrates the situation.Example: a response function with r0 = 1 and all other rk ’s equal to zerois just the identity filter: convolution of a signal with this response function givesidentically the signal. Another example is the response function with r14 = 1.5 andall other rk ’s equal to zero. This produces convolved output that is the input signalmultiplied by 1.5 and delayed by 14 sample intervals.Evidently, we have just described in words the following definition of discreteconvolution with a response function of finite duration M :.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5136
Авторов
на СтудИзбе
443
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее