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第 二 章 マルチメディア通信の基礎技術. 2・1 情報源の性質 2・2 時間領域と周波数領域 2・3 時間領域と周波数領域の変換方法 2・4 標本化. 2・1 情報源の性質. (1) 音声. 人の音声は 0.3 ~ 3.4 kHz の周波数範囲にエネルギーが集中. 人の会話の音声周波数スペクトル(図2・1). (2) 画像. 画面の走査 (図2・2). 走査により2次元の画像情報を1次元の時系列情報に変換している. 映像信号の最高周波数 (図2・3). ここで、 f p = 30 : 1 秒間のフレーム数 n = 525 : 走査線数
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第二章 マルチメディア通信の基礎技術 • 2・1 情報源の性質 • 2・2 時間領域と周波数領域 • 2・3 時間領域と周波数領域の変換方法 • 2・4 標本化
2・1 情報源の性質 • (1) 音声 人の音声は 0.3 ~ 3.4 kHz の周波数範囲にエネルギーが集中
(2) 画像 画面の走査 (図2・2) 走査により2次元の画像情報を1次元の時系列情報に変換している
映像信号の最高周波数 (図2・3) ここで、fp = 30 : 1秒間のフレーム数 n = 525 : 走査線数 b/h = 4/3 : 画面の横と縦の長さの比(アスペクト比と呼ぶ) y/x = 0.95/0.84 : 帰線期間を除いた垂直/水平の有効走査率
2・2 時間領域と周波数領域 時間領域での表現
2・3 時間領域と周波数領域の変換方法 (1) フーリエ級数:周期関数の場合 (n = 1, 2, 3, ·····)
複素数の導入 • 負の周波数も導入 • 係数が一種類になる を利用して
実数の係数との関係 共役の関係
フーリエ級数の例1 時間的に周期的な矩形パルス(図2・5)
フーリエ級数の例3 は標本化関数の形状(図2・6)
a n t 2 E T a 1 a a t 2 0 E 2 p T t 2 p T 角周波数 w 2 w 0 3 w a a 4 5 フーリエ級数の例4 の数値例(図2・7): の場合
(2) フーリエ変換 • 非周期関数の場合 周期Tを無限大にする :フーリエ変換 :フーリエ逆変換
単一パルスの時間波形とそのフーリエ変換(図2・8)単一パルスの時間波形とそのフーリエ変換(図2・8) その他の時間では0
単一パルスの時間波形とそのフーリエ変換 の極限:デルタ関数 あらゆる周波数成分を均一に含む
理想低域フィルタのインパルス応答(図2・9)理想低域フィルタのインパルス応答(図2・9) フィルタでカット フィルタでカット
2・4 標本化 標本化した後で0〜Wの理想低域フィルタを通す 標本化の定理
n x ( /2 W ) x ( t ) sin 2 W ( t – n /2 W ) p 2 W ( t – n /2 W ) p t 1/2 W 標本化の定理の説明図(図2・10) 完全に再現できる:但し最大周波数がW以下のとき