訊號處理與生物識別



在現實世界中,我們可以獲得各種訊號,例如聲音、光線、無線電訊號、人體生物醫學訊號等。所有這些訊號都以連續的資訊流形式存在,稱為模擬訊號。人聲就是一種我們從現實世界中獲得並用作生物識別輸入的訊號。

什麼是訊號?

訊號是可以測量的物理量,包含一些可以傳遞、顯示、記錄或修改的資訊。

Signal

生物識別中的訊號處理

處理訊號的原因有很多。生物識別系統需要語音處理,原因如下:

  • 從候選人的樣本中提取有意義的資訊。
  • 去除樣本中的噪聲。
  • 使樣本可傳輸。
  • 去除樣本的失真。

模擬訊號處理模組將現實世界中的資訊(例如聲波)轉換為 0 和 1 的形式,以便當代數字系統(例如生物識別系統)能夠理解和使用。按鍵、手部幾何形狀、簽名和語音都屬於訊號處理和模式識別的領域。

數字訊號處理系統 (DSP)

訊號有兩種型別:模擬訊號和數字訊號。模擬訊號是不間斷的連續資訊流,而數字訊號是 0 和 1 的流。

DSP 系統是生物識別系統的重要組成部分之一,它使用模數轉換器 (ADC) 透過取樣和數字化將模擬訊號轉換為離散數字值流。

DSP 是單晶片數字微型計算機,它處理由來自攝像機、指紋感測器、麥克風等的電子感測器生成的電訊號。

生物識別中的 DSP

DSP 使生物識別系統能夠體積小巧、易於攜帶、執行效率高且成本更低。

DSP 架構旨在支援複雜的數學演算法,這些演算法涉及大量的乘法和加法運算。DSP 可以在其算術邏輯單元 (ALU) 內的乘累加 (MAC) 硬體的幫助下在一個週期內執行乘法/加法運算。

它還可以使用二維快速傅立葉變換 (FFT) 和有限 IR 濾波器來增強捕獲影像的解析度。

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