From 88295b834590de1be70204dc782c8328c0e9ab87 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "Ivan I. Ovchinnikov" Date: Thu, 23 Mar 2023 19:01:15 +0300 Subject: [PATCH] cedd, vopra pics --- 04-complex-electronic-devices-developing.tex | 77 +- ...bject-parameter-recognition-algorithms.tex | 39 +- pics/04-cedd-00-compare.svg | 237 +++++ pics/04-cedd-00-dac-signal.svg | 538 +++++++++++ pics/04-cedd-00-psd-control.svg | 282 ++++++ pics/04-cedd-00-seq-zoom.svg | 455 +++++++++ pics/04-cedd-00-setting-time.svg | 237 +++++ pics/04-cedd-00-test-adc-dpf.svg | 208 +++++ pics/04-cedd-00-test-adc-good.svg | 769 ++++++++++++++++ pics/04-cedd-00-test-adc-incoherence.svg | 815 ++++++++++++++++ pics/04-cedd-00-test-adc-ramp-hamming.svg | 866 ++++++++++++++++++ pics/04-cedd-00-transfer-form.svg | 244 +++++ pics/04-vorpa-00-1-FAST.svg | 435 +++++++++ pics/04-vorpa-00-1-aperture.svg | 254 +++++ pics/04-vorpa-00-1-corners.svg | 219 +++++ pics/04-vorpa-00-1-moravets.svg | 296 ++++++ 16 files changed, 5953 insertions(+), 18 deletions(-) create mode 100644 pics/04-cedd-00-compare.svg create mode 100644 pics/04-cedd-00-dac-signal.svg create mode 100644 pics/04-cedd-00-psd-control.svg create mode 100644 pics/04-cedd-00-seq-zoom.svg create mode 100644 pics/04-cedd-00-setting-time.svg create mode 100644 pics/04-cedd-00-test-adc-dpf.svg create mode 100644 pics/04-cedd-00-test-adc-good.svg create mode 100644 pics/04-cedd-00-test-adc-incoherence.svg create mode 100644 pics/04-cedd-00-test-adc-ramp-hamming.svg create mode 100644 pics/04-cedd-00-transfer-form.svg create mode 100644 pics/04-vorpa-00-1-FAST.svg create mode 100644 pics/04-vorpa-00-1-aperture.svg create mode 100644 pics/04-vorpa-00-1-corners.svg create mode 100644 pics/04-vorpa-00-1-moravets.svg diff --git a/04-complex-electronic-devices-developing.tex b/04-complex-electronic-devices-developing.tex index d0d04d5..f76742b 100644 --- a/04-complex-electronic-devices-developing.tex +++ b/04-complex-electronic-devices-developing.tex @@ -496,17 +496,37 @@ $N=8$, $SNR=49,7dB$. реальный может быть 48,1 или 47,1 (пе ДПФ (есть оптимизации -- БПФ) $N = 1024$ отсчётов \[X(k) = \frac{1}{N}\sum_{n=0}^{N-1} x(nT) e^{\frac{-j2\pi nk}{N}}\] Получим 1024 градаций спектра. -(1) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-test-adc-dpf.svg} +\end{figure} + + +подвох -- некогерентная дискретизация: +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-test-adc-incoherence.svg} +\end{figure} -подвох --некогерентная дискретизация: -(2) Окно (на неполном или более чем единицном периоде) формирует фазовый сдвиг. Эффект Гибса. Каждый скачок -- это гармоники. Точно рассчитать спектр вообще невозможно. Добавляют умножение на весовую функцию на этапе ДПФ -- операцию взвешивания. Фильтр RAMP, Хэмминга, Хана. -(3) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-test-adc-ramp-hamming.svg} +\end{figure} + \[X(k) = \frac{1}{N}\sum_{n=0}^{N-1} x(nT) x(W) e^{\frac{-j2\pi nk}{N}}\] Тем самым мы достаточно сильно повлияли на входной сигнал. Для тестирования АЦП необходимо применить когерентную дискретизацию -- один или несколько периоддов дискретизации точно укладываются в окно наблюдения. -(4) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-test-adc-good.svg} +\end{figure} + \section{Характеристики ЦАП} Основные характеристики @@ -518,23 +538,44 @@ $N=8$, $SNR=49,7dB$. реальный может быть 48,1 или 47,1 (пе \subsection{Статические характеристики} \begin{itemize} \item дифференциальная нелинейность -- отклонение от идеального напряжения в МЗР формирует нелинейность (по горизонтали). -\item интегральная нелинейность -- отклонение вых значения от идеальной прямой (по вертикали) +\item интегральная нелинейность -- отклонение вых значения от идеальной прямой (по вертикали) \item немонотонность -- следствие первых двух \item ошибка смещения offset error -- подали 0, на выходе не 0 напряжение (аддитивная ошибка) \item ошибка усиления gain error -- наклон шкалы (мультипликативная) \end{itemize} -(5) + +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-dac-signal.svg} +\end{figure} + + Идеальная характеристика - каждому отсчёту соответствует точка равная определённому разному напряжению. Пропущенных кодов быть не может. \subsection{Динамические характеристики ЦАП} \begin{itemize} \item Время установления выходного напряжения (setting time). -- классический аналоговый параметр. Меняется код и на выходе переходной процесс - (6) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-setting-time.svg} +\end{figure} Время установления является фактической ответной частью частотой дискретизации. \item Форма переходного процесса может отличаться. Эмпирический показатель Область глитч импульса glitch impulse area. Максимальный переходной процесс -- в середине шкалы - (7) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-transfer-form.svg} +\end{figure} + Измеряется в $V\cdot pS$. Иногда измеряют не только площади, но разницы площадей. Проблему решает деглитчер (УВХ). - (8) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-psd-control.svg} +\end{figure} + \end{itemize} \subsection{Архитектуры АЦП} @@ -544,8 +585,20 @@ $N=8$, $SNR=49,7dB$. реальный может быть 48,1 или 47,1 (пе \item параллельные \end{itemize} -Основной элемент -- это компаратор. Это однобитный квантователь, перед ним стоит УВХ. -(10) получаем 255 уровней квантования. на выходе 255-разрядный (позиционный, температурный) код. +Основной элемент -- это компаратор. +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-compare.svg} +\end{figure} +Это однобитный квантователь, перед ним стоит УВХ. +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-cedd-00-seq-zoom.svg} +\end{figure} + +получаем 255 уровней квантования. на выходе 255-разрядный (позиционный, температурный) код. Приоритетный шифратор формирует N-разрядный код. Слишком много компараторов (дорого, размер, потребление), зависит от точности резисторов (интегральная нелинейность), разброс задержек компараторов (решается цифровыми средствами), паразитные ёмкости. diff --git a/04-videostream-object-parameter-recognition-algorithms.tex b/04-videostream-object-parameter-recognition-algorithms.tex index a4776ac..bd833a3 100644 --- a/04-videostream-object-parameter-recognition-algorithms.tex +++ b/04-videostream-object-parameter-recognition-algorithms.tex @@ -379,7 +379,11 @@ $S_x$ -- размер одного пикселя светочувствител \section{Детектирование характерных точек объекта} В первую очередь это контраст. то есть характерная точка это переход от контрастной к неконтрастной области, угловые, на рёбрах -(1) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-vorpa-00-1-aperture.svg} +\end{figure} Если объект сливается с фоном в видимом спектре его обнаружить не удастся. @@ -387,14 +391,23 @@ $S_x$ -- размер одного пикселя светочувствител \subsection{Детектор Моравеца} Самый простой детектор углов на изображении. -(2) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-vorpa-00-1-moravets.svg} +\end{figure} + Чтобы найти объект проходим окном (3х3,5х5,9х9) по изображению и смотрим на изменение интенсивности центрального пикселя и окружающих. Пиксель характеризуется координатами $x$, $y$. Получаем 8 направлений смещения относительно пикселя ($u$, $v$). \[(u, v) \in \{(-1,0), (-1,-1), (0,-1), (1,-1), (1,0), (1,1), (0,1), (-1,1) \}\] \[V_{u,v}(x,y) = \sum_{\forall a,b}(I(x+u+a, y+v+b)-I(x+a, y+b))^2\] Если интенсивность одинаковая -- получим значение около нуля. Чем больше эта функция, тем характернее точка. -(3) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-vorpa-00-1-corners.svg} +\end{figure} Самое максимальное изменение мы увидим на углу объекта. \begin{itemize} @@ -406,10 +419,20 @@ $S_x$ -- размер одного пикселя светочувствител улучшение моравеца, инвариантен к поворотам. Рассматриваем первые производные от детектора моравеца. Ряд тейлора \[ I(x+y+a, y+v+b)\approx I(x+a, y+b) + u\frac{dI}{dx}+v\frac{dI}{dy}\] Сумма квадратов разностей и остаётся только часть со смещениями в векторном (транспонируемый вектор) виде -\[ [\frac{dI}{dx} \frac{dI}{dy}] \cdot [u v] \] +\[ \left[\frac{dI}{dx} \frac{dI}{dy}\right] \cdot \begin{bmatrix} u\\v \end{bmatrix} \] (формула ляма) -\[V_{u,v}(x,y) = \sum_{\forall a,b}([\frac{dI}{dx} \frac{dI}{dy}] \cdot [u v])^2 = \sum[u v][u\frac{dI}{dx} v\frac{dI}{dy}]\cdot [\frac{dI}{dx} \frac{dI}{dy}][uv] = [uv](\sum[\frac{dI}{dx} \frac{dI}{dy}]\cdot[\frac{dI}{dx} \frac{dI}{dy}])\cdot [u v]\] +\begin{equation*} + \begin{gathered} + V_{u,v}(x,y) = \sum_{\forall a,b}\left(\left[\frac{dI}{dx} \frac{dI}{dy}\right] \cdot + \begin{bmatrix} u\\v \end{bmatrix} \right)^2 =\\ + = \sum_{\forall a,b}[u v] \begin{bmatrix} \frac{dI}{dx}\\\frac{dI}{dy} \end{bmatrix} + \cdot \left[\frac{dI}{dx} \frac{dI}{dy}\right] \begin{bmatrix} u\\v \end{bmatrix} =\\ + = [u v]\left(\sum \begin{bmatrix} \frac{dI}{dx}\\\frac{dI}{dy} \end{bmatrix} + \cdot\left[\frac{dI}{dx} \frac{dI}{dy}\right]\right)\cdot \begin{bmatrix} u\\v \end{bmatrix} + \end{gathered} +\end{equation*} + получаем автокорреляционную матрицу $A_{u,v}(x,y)$. глядя на числа из неё можно понять характерны ли числа. Если числа большие -- пиксель можно характеризовать как угол. Если число $\lambda_1 \gg \lambda_2$ то это пиксель ребра. Если оба близки к нулю -- это не характерная точка. \begin{itemize} \item [+] инвариантен к поворотам. @@ -420,7 +443,11 @@ $S_x$ -- размер одного пикселя светочувствител \subsection{Детектор FAST} Features from Accelerated Test -(4) +\begin{figure}[H] + \centering + \fontsize{12}{1}\selectfont + \includesvg[scale=1.01]{pics/04-vorpa-00-1-FAST.svg} +\end{figure} Рассматривается точка и окружность, а не прямоугольник. Окружность вписана в квадрат 7х7. Каждый пиксель тестовой выборки изображений $X\in[1...16]$ ищем три состояния -- темнее(D) светлее(B) и такой же(S), раскидываем в три множества. \[S = diff --git a/pics/04-cedd-00-compare.svg b/pics/04-cedd-00-compare.svg new file mode 100644 index 0000000..221c868 --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-compare.svg @@ -0,0 +1,237 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + $U_{in}$ + $U_{ref}$ + + + + + + + + diff --git a/pics/04-cedd-00-dac-signal.svg b/pics/04-cedd-00-dac-signal.svg new file mode 100644 index 0000000..dd8f725 --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-dac-signal.svg @@ -0,0 +1,538 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + 000 + 001 + 010 + 011 + 100 + 101 + 110 + 111 + + + + + + + + + + + + + + $\frac{1}{8}$ + $\frac{1}{4}$ + $\frac{3}{8}$ + $\frac{1}{2}$ + $\frac{5}{8}$ + $\frac{3}{4}$ + $\frac{7}{8}$ + $f_s$ + + + + + + + + + + + + линиясимметрии + выходное напряжение + цифровые коды + + diff --git a/pics/04-cedd-00-psd-control.svg b/pics/04-cedd-00-psd-control.svg new file mode 100644 index 0000000..6f2cd03 --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-psd-control.svg @@ -0,0 +1,282 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + + Цвых + Uвых + УправлениеУВХ + ВыходУВХ + + diff --git a/pics/04-cedd-00-seq-zoom.svg b/pics/04-cedd-00-seq-zoom.svg new file mode 100644 index 0000000..7adff4b --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-seq-zoom.svg @@ -0,0 +1,455 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + $U_{ref}$ + + + + + RS + + приоритетныйшифратор + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/pics/04-cedd-00-setting-time.svg b/pics/04-cedd-00-setting-time.svg new file mode 100644 index 0000000..c4edbdf --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-setting-time.svg @@ -0,0 +1,237 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + $t_\text{уст}$ + МЗР + МЗР + + diff --git a/pics/04-cedd-00-test-adc-dpf.svg b/pics/04-cedd-00-test-adc-dpf.svg new file mode 100644 index 0000000..a7145d4 --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-test-adc-dpf.svg @@ -0,0 +1,208 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/pics/04-cedd-00-test-adc-good.svg b/pics/04-cedd-00-test-adc-good.svg new file mode 100644 index 0000000..436df02 --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-test-adc-good.svg @@ -0,0 +1,769 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + АЦП + $f_clk$ + + + + + + + + diff --git a/pics/04-cedd-00-test-adc-incoherence.svg b/pics/04-cedd-00-test-adc-incoherence.svg new file mode 100644 index 0000000..3128ffc --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-test-adc-incoherence.svg @@ -0,0 +1,815 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + окно поиска + + + + + + + + + diff --git a/pics/04-cedd-00-test-adc-ramp-hamming.svg b/pics/04-cedd-00-test-adc-ramp-hamming.svg new file mode 100644 index 0000000..90631c9 --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-test-adc-ramp-hamming.svg @@ -0,0 +1,866 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + H + R + + diff --git a/pics/04-cedd-00-transfer-form.svg b/pics/04-cedd-00-transfer-form.svg new file mode 100644 index 0000000..d6cc703 --- /dev/null +++ b/pics/04-cedd-00-transfer-form.svg @@ -0,0 +1,244 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + 01111... + 10000... + 01111... + $S_1$ + $S_2$ + $S_3$ + $S_4$ + + diff --git a/pics/04-vorpa-00-1-FAST.svg b/pics/04-vorpa-00-1-FAST.svg new file mode 100644 index 0000000..78dc17b --- /dev/null +++ b/pics/04-vorpa-00-1-FAST.svg @@ -0,0 +1,435 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + .. + .. + 16 + + + + + + + + + + + diff --git a/pics/04-vorpa-00-1-aperture.svg b/pics/04-vorpa-00-1-aperture.svg new file mode 100644 index 0000000..23f1b64 --- /dev/null +++ b/pics/04-vorpa-00-1-aperture.svg @@ -0,0 +1,254 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + нет + да + + + + + diff --git a/pics/04-vorpa-00-1-corners.svg b/pics/04-vorpa-00-1-corners.svg new file mode 100644 index 0000000..a942b9a --- /dev/null +++ b/pics/04-vorpa-00-1-corners.svg @@ -0,0 +1,219 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + diff --git a/pics/04-vorpa-00-1-moravets.svg b/pics/04-vorpa-00-1-moravets.svg new file mode 100644 index 0000000..94c2a78 --- /dev/null +++ b/pics/04-vorpa-00-1-moravets.svg @@ -0,0 +1,296 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + + $I(x,y)$ + + + + + + + + + + + + + +