Краткая история развития теории и техники ЦОС

Вся история развития теории и техники ЦОС, как и информатики в целом, напрямую связана с достижениями в области дискретной схемотехники и компьютерных технологий. Дискретизация непрерывной информации во времени и квантование по уровню являются основой ее эффективного кодирования, преобразования, передачи и архивации. С появлением в 40-х годах первых ЭВМ стало реальным возникновение нового фундаментального научного направления вычислительной математики, одним из разделов которой можно считать машинные алгоритмы цифровой обработки данных. Однако ограниченные вычислительные ресурсы используемых в те годы ЭВМ не позволяли проводить обработку данных в реальном времени.

Положение начало радикально изменяться с появлением в 60-х годах класса малых ЭВМ, ориентированных преимущественно на решение задач управления и обработки данных в реальном времени. Потенциальная возможность обработки, преобразования и передачи аналоговых по природе сигналов цифровыми методами с помощью малых ЭВМ.привлекла внимание специалистов, работающих во многих областях, и прежде всего, в области связи, гидроакустики и обработки речевых сигналов. С этого времени формулируется круг проблем и задач теории ЦОС как самостоятельного научного направления, которому предстоит в дальнейшем свой многоэтапный путь становления и развития.

Цифровая фильтрация и спектральный анализ. Основной предметной областью теории ЦОС (1965—1975 гг.) были цифровая фильтрация и спектральный анализ (рис.1.1), причем оба направления рассматривались с общей позиции частотных представлений. Общей основой развивающихся направлений был синтез цифровых фильтров частотной селекции. Базовые положения теории ЦОС закладывались и апробировались фактически на теории дискретных систем и теории цепей с использованием известного к тому времени набора машинных алгоритмов и, прежде всего, алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Рис. 1.1. Взаимосвязь цифровой фильтрации и спектрального анализа

Первые цифровые устройства с позиции сегодняшних представлений обладали низкой эффективностью и имели крайне ограниченное применение, связанное, как правило, с военными технологиями.

Многоскоростная фильтрация и адаптивная обработка сигналов. В начале 70-х годов начинается новый этап становления техники ЦОС и компьютерных технологий. Открываются новые возможности и возникают новые проблемы. Теория ЦОС входит в очередной этап своего развития. Именно в этот период формируются четыре основных взаимосвязанных направления современной теории ЦОС (рис.1.2).

В настоящее время интенсивно развиваются мультимедийные интерактивные системы, обеспечивающие работу с неподвижными изображениями и движущимся видео, анимированной компьютерной графикой и текстом, речью и высококачественным звуком