نقطة الصفر
نقطة عبور الصفر هي النقطة التي تتغير عندها إشارة الدالة الرياضية (مثلاً من موجب إلى سالب)، وتُمثل بتقاطع محورها مع المحور (القيمة الصفرية) في رسم الدالة. وهو مصطلح شائع الاستخدام في الإلكترونيات والرياضيات وعلم الصوتيات ومعالجة الصور .
في مجال الإلكترونيات
في التيار المتردد ، نقطة عبور الصفر هي اللحظة التي ينعدم عندها الجهد الكهربائي . في الموجة الجيبية أو أي موجة بسيطة أخرى ، يحدث هذا عادةً مرتين خلال كل دورة . وهي عبارة عن جهاز يُستخدم للكشف عن النقطة التي يعبر عندها الجهد الكهربائي الصفر في أي من الاتجاهين.
تعتبر نقطة عبور الصفر مهمة للأنظمة التي ترسل البيانات الرقمية عبر دوائر التيار المتردد ، مثل أجهزة المودم ، وأنظمة التحكم في التشغيل الآلي للمنزل X10 ، وأنظمة التحكم الرقمي للأوامر لقطارات ليونيل وغيرها من قطارات التيار المتردد النموذجية .
يُعدّ عدّ نقاط عبور الصفر أيضًا طريقة تُستخدم في معالجة الكلام لتقدير التردد الأساسي للكلام.
في نظام يُستخدم فيه مُضخّم ذو كسب مُتحكّم به رقميًا لإشارة دخل، تظهر تشوهات في إشارة الخرج غير الصفرية عند تغيير كسب المُضخّم فجأةً بين إعداداته المنفصلة. عند الترددات الصوتية، كما هو الحال في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية الحديثة مثل مشغلات الصوت الرقمية ، تكون هذه التأثيرات مسموعة بوضوح، مما ينتج عنه صوت "طقطقة" عند زيادة الكسب بسرعة، أو صوت "نقرة" خفيفة عند إجراء تغيير واحد في الكسب. تُعدّ هذه التشوهات مزعجة وغير مرغوب فيها. إذا تم إجراء التغييرات فقط عند نقاط عبور الصفر لإشارة الدخل، فبغض النظر عن كيفية تغيير إعداد كسب المُضخّم، يظل الخرج عند الصفر أيضًا، مما يقلل من التغيير. (سيظل التغيير اللحظي في الكسب يُنتج تشويهًا، لكنه لن يُنتج صوت نقرة).
عند تشغيل الطاقة الكهربائية، لا يحدث أي تداخل كهربائي إذا تم التشغيل في لحظة انقطاع التيار - أي عند نقطة الصفر. كانت أجهزة خافتات الإضاءة القديمة والأجهزة المشابهة تُحدث تداخلاً؛ أما الإصدارات اللاحقة فقد صُممت للتشغيل عند نقطة الصفر.
في معالجة الإشارات
في مجال معالجة الصور الرقمية ، يُولى اهتمام كبير للمؤثرات التي تبحث عن الحواف داخل الصورة. تُسمى هذه المؤثرات بمرشحات كشف الحواف أو مرشحات التدرج . مرشح التدرج هو مرشح يبحث عن مناطق التغير السريع في قيمة البكسل. عادةً ما تُشير هذه النقاط إلى حافة أو حد. مرشح لابلاس هو مرشح ينتمي إلى هذه الفئة، ولكنه يؤدي المهمة بطريقة مختلفة. يبحث عن نقاط في مسار الإشارة حيث تمر الإشارة الرقمية للصورة بقيمة مُحددة مسبقًا وهي "0"، ويُحدد هذه النقطة كنقطة حافة محتملة. ولأن الإشارة قد عبرت نقطة الصفر، يُطلق عليها اسم نقطة عبور الصفر . يمكن الاطلاع على مثال هنا ، بما في ذلك الكود المصدري بلغة جافا.
في مجال التصوير الإشعاعي الصناعي ، يُستخدم كطريقة بسيطة لتجزئة العيوب المحتملة. [ 1 ]
في مجال معالجة اللغة الطبيعية ، يمكن استخدام معدل عبور الصفر الملاحظ في مخطط الطيف للتمييز بين بعض الأصوات مثل الأصوات الاحتكاكية ، والأصوات الانفجارية المهموسة، وحروف العلة. [ 2 ]
في علم الأعصاب ، تم استخدام نقاط عبور الصفر كميزات للكشف عن كمونات الفعل وفرز النبضات في مصفوفات الأقطاب الكهربائية الدقيقة . [ 3 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ ميري، دومينغو (2015). رؤية الحاسوب لاختبارات الأشعة السينية . سويسرا: دار نشر سبرينغر الدولية. ص 271. ISBN 978-3319207469.
- ↑ تشيرش، كينيث (1983). تحليل بنية العبارة . نادي اللغويات بجامعة إنديانا. ص 15.
- ↑ كامبوه، عويس م.؛ ماسون، أندرو ج. (2013). "استخلاص الميزات العصبية بكفاءة حسابية لفرز النبضات في أنظمة التسجيل عالية الكثافة القابلة للزرع" . معاملات IEEE في أنظمة الأعصاب وهندسة إعادة التأهيل . 21 (1): 1-9 . doi : 10.1109/TNSRE.2012.2211036 . ISSN 1534-4320 .
- معالجة الإشارات