Processamento de sinais

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Processamento de Sinais: Conceitos sobre cancelamento de ruídos utilizando filtros adaptativos implementados com DSPs
Francisco Marcelino Almeida de Araújo UESPI – Universidade Estadual do Piauí – Rua João Cabral, 2231 Pirajá CEP 64002-150 Teresina-PI
franciscomarcelinoalmeida@gmail.com

Resumo. Nesse artigo serão apresentados conceitos de sinais, filtros lineares e suas manipulaçõesmatemáticas, além dos conceitos sobre DSP para poder apresentar a filtragem adaptativa para cancelamento de ruído em um sinal aleatório qualquer (sinal de áudio, sinal de imagem e outros). O propósito desse artigo é apresentar ao leitor conceitos sobre o DSP e, através de gráficos e análise, demonstrar como é o procedimento de processamento de sinais. Abstract. This paper will be presents concept aboutsignal, linear filters and it´s mathematical manipulations, and concepts about DSP to present the adaptative filtering to noise canceling in any random signal (audio signal, image signal and others). The intention of this paper is to present to the reader concepts about the DSP and, through graphs and analysis, to show how the procedure about signal process is.

1. Introdução
A filtragemadaptativa tem sido aplicada com bastante sucesso em campos tão diversos como comunicação, radar, sismologia e engenharia biomédica. A idéia básica da filtragem adaptativa é obter um erro estimado, obtido de um vetor de entrada e uma resposta desejada, que é usado para controlar um conjunto de coeficiente de um filtro. Tal idéia tem sido aplicada em várias situações práticas, dentre elas tem-se ocancelamento de ruído. A redução de sinal de ruído tem sido principalmente aplicada ao cancelamento do eco elétrico da rede em centrais telefônicas e cancelamento de eco acústico em sistemas de teleconferência.

2. O Sinal
O sinal é uma função que transmite informação sobre um fenômeno físico. Pode ser classificado em: sinal de tempo contínuo, sinal de tempo discreto, sinal par, sinal impar, sinalaleatório, determinístico, sinal de energia, sinal de potência, sinal periódico e sinal não-periódico.

Uma questão de fundamental importância no estudo de sinais e sistemas é o uso de sistemas para processar ou manipular sinais. Esta questão normalmente envolve uma combinação de algumas operações básicas: mudança de escala de amplitude, adição, multiplicação, diferenciação, integração, mudança deescala de tempo, reflexão e deslocamento. No estudo dos sistemas é importante conhecer suas propriedades: Estável, com memória, sem memória, causal, não causal, invertível, invariante no tempo, variante no tempo, linear e não linear.

3. Manipulações matemáticas para sinais
3.1 Análise de Fourier A análise de Fourier consiste na representação de um sinal como uma superposição de senóidescomplexas, sendo que cada senóide dessa superposição terá uma informação única, uma vez que são ortogonais entre si. Isso fornece uma caracterização mais criteriosa dos sinais e sistemas, pois com essa análise podemos representar um sinal tanto no domínio do tempo quanto no domínio da freqüência. 3.2 Transformada de Laplace A Transformada de Laplace representa sinais de tempo contínuo como umasuperposição ponderada de exponenciais complexas. Trata-se de um mapeamento do domínio do tempo em um plano complexo denominado plano s. A transformada de Fourier é obtida avaliando-se a transformada de Laplace no eixo jω ou fazendo-se s=jω. Assim, a Transformada de Laplace pode representar uma classe mais geral de sinais do que a transformada de Fourier, incluindo sinais que não são absolutamente integráveis.3.3 Transformada Z A transformada Z é a contraparte em termos discreto da transformada de Laplace. Logo, a transformada Z representa sinais de tempo discreto como uma superposição ponderada de exponenciais complexas. Dessa forma, podemos usar a transformada Z para analisar sinais e sistemas que não são estáveis. Vale ressaltar que a Transformada Z permite o estudo das características de...
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