现代信号处理_2014-01

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1、现代信号处理现代信号处理李飞李飞lifei@njupt.edu.cnlifei@njupt.edu.cn20142014年年22月月--55月月现代信号处理1绪绪论论李飞李飞2014.2.182014.2.18现代信号处理2课程简介课程简介现代信号处理是“信息与通信工程信息与通信工程”学科、“电电子与通信工程子与通信工程”专业类一门重要的专业基础课，作为信息处理与现代通信的基础，它对信息科学的发展起着重要作用。先修课程先修课程：随机过程、最优化方法、数字信号处理。现代信号处理3序序言言物质、能量同信息一起构成人类最宝贵的三项战略资源；人类已走向信息社会，信息技

2、术(IT)已经成为最具时代特征和最富活力的支柱技术之一。作为IT基础的信息科学正在经历从“统计”到“理解”,从“传输”到“认知”的巨大变革，正迎接以信息的“理解”和“认知”为主要特征，以全信息理论为主要内容的信息时代的新阶段—智能信息科学时代。信号与信息处理学科是信息科学的一个重要组成部分，其发展水平从一个侧面反映了国家科学技术水平。现代信号处理4序序言言作为信号与信息处理基础的数字信号处理数字信号处理(DSP)(DSP)-是数字汇聚与信息产业合流(3C结合)的粘合剂-其作用将超过电路在电子技术中的作用作为信息载体的信号处理信号处理经历了从模拟到数字，从确知到

3、随机的发展过程，进入以非平稳信号、非高斯信号为主要研究对象和以非线性、不确定性为主要特征的智能信号处理时代。现代信号处理5现代信号处理现代信号处理研究对象研究对象处理方法处理方法研究内容研究内容发展趋势发展趋势现代信号处理6信号处理框图现代信号处理7现代信号处理8现代信号处理9现代信号处理10现代信号处理11现代信号处理12现代信号处理现代信号处理--研究对象研究对象•信号–定义:•独立变量的方程（一个或多个独立变量的方程）•携带着有用信息–可分为两类广义信号•确定性信号•随机性信号（随机信号）–复杂信号•时变信号•高维信号•复杂方程(确定性信号)•高

4、斯/非高斯；线性/非线性模型（随机信号）现代信号处理13现代信号处理现代信号处理--研究对象研究对象DSP:主要研究确知信号MSP:主要研究随机信号–线性–非线性–因果–非因果–最小相位–非最小相位–时不变–时变–平稳随机信号–非平稳随机信号–高斯随机信号–非高斯随机信号–整数维信号–分数维(分形)信号现代信号处理14现代信号处理现代信号处理--处理方法处理方法DSP:硬计算或硬处理MSP:软计算或软处理–精确计算–估计与预测–数学模型–黑匣子–求解微分或差分方程–软计算现代信号处理15信号处理方法信号处理方法•取决于信号本身（关于对信号本身的知识）•取决于具

5、体应用“线性噪声模型”–“非线性噪声模型”“时不变”–“时变”“一维”–“多维”现代信号处理16信号处理信号处理两类方法及应用领域两类方法及–信号分析•提取有用信息•谱估计，信号建模•分类，检测，预测，模式识别…–信号滤波•提高信号质量•数字滤波器，最优滤波器，自适应滤波器，阵列滤波器等•噪声消除，均衡，去卷积…现代信号处理17现代信号处理182现代信号处理19信号处理信号处理方法方法(1/4)(1/4)•基于变换的方法（经典方法）•傅利叶变换•小波变换–分析:•DFT–频谱分析(deterministicsignals)•周期图–功率谱分析(randomsignal

6、s)•短时傅利叶变换，小波-多分辨率分析(time-variantsignals)–滤波:•数字滤波器•滤波器组现代信号处理20信号处理信号处理方法方法(2/4)(2/4)•基于模型的方法（现代方法之一）信号产生过程的参数模型（利用参数模型产生信号）–分析:•线性预测•参数谱估计–滤波:•最优线性滤波器–维纳滤波器、卡尔曼滤波器•自适应滤波器现代信号处理21现代信号处理22声门模型声道模型现代信号处理23现代信号处理24信号处理信号处理方法方法(3/4)(3/4)•统计信号处理方法（现代方法之二）•信号统计模型•贝叶斯估计–分析:•参数估计•隐马尔科夫模型–滤波:•M

7、AP,ML,LS现代信号处理25信号处理信号处理方法方法(4/4)(4/4)•智能，机器学习方法（现代方法之三）•训练/学习•推论–分析:•数据挖掘(支持向量机SVM)–滤波:•人工神经网络•粒子滤波器（广义卡尔曼滤波器）•……现代信号处理26信号处理信号处理方法（小结）方法（小结）随机信号统计过程理论分析滤波滤波基于分析分析通过滤波现代信号处理27信号处理信号处理方法（小结）方法（小结）分析滤波谱估计信号建模最优自适应非线性滤波滤波滤波时间/尺度Beyesian分析statisticalprocessing现代信号处理28信号处理信号处理方法（小结