Kutatási területeink

A labor kutatási témái szervesen beépülnek a Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék kutatási témái közé. Honlapunkon részletesen csak azokat a területeket, témákat szerepeltetjük, amelyek a labor aktív munkatársainak kutatási, érdeklődési körébe vágnak.

Kutatásainkhoz a tágabb értelemben vett jelfeldolgozás, rendszermodellezés klasszikus eszköztárát használjuk fel. Így pl.:

• jelreprezentációk, transzformációk  
• digitális szűrők analízise, szintézise és realizációja
• adaptív algoritmusok analízise, szintézise és realizációja

Korábbi tanszéki kutatási eredményeket felhasználva alkotó módon alkalmazzuk a rezonátoros (jelmodell alapú) jelfeldolgozást. Ennek lényege, hogy hatékony eljárásokhoz juthatunk, ha a jelfeldolgozásba beépül a jelet generáló struktúra modellje. Ezen az alapon került sor a rezonátor alapú digitális szűrők, ill. az adaptív Fourier-analizátor megalkotására. Méréstechnikai, elektronikai és jelfeldolgozási ismereteket ötvöz az analóg-digitál, ill. digitál-analóg átalakítássalkapcsolatos tevékenységünk, amely kiterjed a delta-szigma átalakítók analízisére és szintézisére is.

Laboratóriumunk specialitása a digitális jelfeldolgozás akusztikai alkalmazásainak kutatása. Elsőként az aktív zajcsökkentéssel kezdtünk foglalkozni, a témakört ma is műveljük. Az aktív zajcsökkentés elsősorban akusztikus zajok, zavarhatások csökkentését célozza meg. Lényege, hogy hangszórókkal ellentétes fázisú hangot hozunk létre, amely az eredeti zajjal interferálva kioltja azt. Periodikus zavarhatások elnyomására jelmodell alapú (rezonátoros) rendszert dolgoztunk ki, amely több tekintetben előnyösebben alkalmazható, mint a tetszőleges hullámformára kifejlesztett általános eljárások. Tapasztalataink birtokában sikerült sztochasztikus zajok elnyomása terén is új eredményt elérni. A témakör aktuális izgalmas kérdése az on-line identifikáció és a szenzorhálózatok felhasználása aktív zajcsökkentésre.

A fenti téma akusztikai vonatkozásai és hallgatói érdeklődés alapozta meg digitális hangszerhang-szintézissel kapcsolatos kutatásainkat. Célunk kezdettől fogva az volt, hogy a jelfeldolgozási eszközöket magas szinten, következetesen alkalmazva érjünk el új eredményeket. Így sikeresen alkalmaztuk az additív (jelmodell alapú) szintézist orgonasípok és részben harang hangjának modellezésére. Más melodikus hangszerek esetében azonban, ahol a megszólaló hang sok paraméter függvénye, a fizikai szintézist alkalmaztuk. Ennek keretében sikeresen modelleztük zongora és más húros hangszerek (gitár, hegedű) hangját. A témakör egyik legújabb eredménye a húrok geometriai nemlinearitásának, és a következtében fellépő longitudinális rezgéseknek az analízise és szintézise.

A DSP labor legújabb kutatási területe a szenzorhálózatok témájához kapcsolódik. Az utóbbi években az egymással rádió segítségével kommunikáló, minden szempontból (méret, energiafelhasználás, számítási kapacitás stb.)  kis egységekből álló hálózatok egyre többször jelennek meg nagy adatgyűjtő rendszerek vagy szabályozási körök részeként. A kommunikáció mellett így új formában jelentkeznek a digitális jelfeldolgozás klasszikus kérdései, mint pl. mintavételezés, kvantálás. A hálózat rugalmassága és elosztottsága sok előnyt kínál, de problémákat is felvet. Laboratóriumunkban ilyen kérdésekkel is foglalkozunk, legújabb témaként a szenzorhálózatokkal felépített aktív zajcsökkentő rendszereket vizsgáljuk.

További részletek a labor honlapján találhatók.

Ipari kapcsolataink

A DSP-laborban folyó K+F tevékenység eredményei és tapasztalatai jól hasznosíthatók ipari partnereink számára. Kutatási tevékenységünk és tapasztalatunk a digitális jelfeldolgozás és a beágyazott informatika területén könnyen kamatoztatható konkrét ipari alkalmazásokban.

A DSP-laborban folytatjuk a tanszék műszertechnikai hagyományait, fejlesztéseink elsősorban olyan műszerek és mérőrendszerek, amelyek valamely fizikai mennyiség mérését és analízisét végzik. Az évtizedes analóg elektronikai tapasztalat a laborban ötvöződik a modern digitális jelfeldolgozás széles eszköztárával, azaz fejlesztéseink elsősorban kevert analóg-digitális mérőrendszerek. A digitális jelfeldolgozási algoritmusok megvalósítása jelfeldolgozó processzorokon történik, esetenként FPGA vagy CPLD áramkörökkel kiegészítve.

Fejlesztéseink során elsősorban az Analog Devices Inc. jelfeldolgozó processzorait használjuk. Nagy számítási kapacitást és nagy pontosságot igénylő feladatoknál a 32-bites lebegőpontos számábrázolást használó SHARC család tagjait, kevésbé fajsúlyos, vezérlés-orientáltabb feladatokra a BlackFin család tagjait használjuk.

Ezek a jelfeldolgozó processzorok már rendelkeznek (speciális jelfeldolgozást támogató tulajdonságaik mellett) mindazokkal a tulajdonságokkal, amelyeket egy általános célú mikrokontrollertől vagy beágyazott processzortól elvárunk, azaz képesek a jelfeldolgozás mellett vezérlési és kommunikációs feladatok ellátására is. Ennek megfelelően rendszereink önálló (stand-alone) és PC-hez csatlakoztatott üzemmódban is működnek. A rendszerek kalibrálása, vezérélése és online vagy offline monitorozása is PC-n keresztül történik.

További részletek a labor honlapján találhatók.