数字信号处理概述1

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1、课程内容共64学时，其中讲授48学时，上机实验16学时。教材内容：第1章～第8章信号的类型、信号处理应用的基本介绍。1学时离散时间信号与系统的时域分析。6学时离散时间信号的变换域分析。7学时线性时不变离散时间系统在变换域中的分析。8学时连续时间信号的数字处理。8学时数字滤波器的结构。6学时数字滤波器的设计。8学时多抽样数字信号处理。4学时学习方法数字信号处理非常有趣，也非常有用。强调基本概念、基本理论和分析方法；适当练习，并利用进行MATLAB进行数字信号处理实践；结合光盘内容，加深课程理解，增强

2、学习兴趣；理论联系实际，巩固和加深对课程内容的理解。利用Internet来扩大自己的知识面和跟踪本门学科的最新发展动态；考核方式：平时成绩(作业+实验)30％，期末考试成绩70%。本课程的教材和参考书:数字信号处理－基于计算机的方法（第二版），Mitra著,电子工业出版社.数字信号处理教程(第二版），数字信号处理习题解答，程佩青，清华大学出版社离散时间信号处理，[美]A.V.奥本海姆，科学出版社.SignalProcessing信号处理导论,SophoclesJ.Orfanids,清华大学出版社.

3、数字信号处理使用MATLAB,维纳.K.恩格尔约翰.G.普罗克斯,刘树棠译，西安交通大学出版社.基于MATLAB的系统分析和设计-信号处理，楼顺天等编著，西安电子科技出版社.第一章数字信号处理数字信号处理:是20世纪60年代，随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。它的重要性日益在各个领域的应用中表现出来。其主要标志是两项重大进展，即快速傅里叶变换(FFT)算法的提出和数字滤波器设计方法的完善。数字信号处理(DSP)(DigitalSignalProcessing)数字信号

4、处理是把信号用数字或符号表示成序列，通过计算机或通用（专用）信号处理设备，用数值计算方法进行各种处理，达到提取有用信息便于应用的目的。例如：滤波、检测、变换、增强、估计、识别、参数提取、频谱分析等。对于DSP:狭义理解可为DigitalSignalProcessor数字信号处理器。广义理解可为DigitalSignalProcessing译为数字信号处理技术。在此我们讨论的DSP的概念是指广义的理解。1.1信号的特征和分类信号(signal)是一种物理体现，或是传递信息的函数。而信息是信号的具体内

5、容。模拟信号(analogsignal)：指时间连续、幅度连续的信号。数字信号(digitalsignal)：时间和幅度上都是离散(量化)的信号。数字信号可用一序列的数表示，而每个数又可表示为二制码的形式，适合计算机处理。一维(1-D)信号:一个自变量的函数。二维(2-D)信号:两个自变量的函数。多维(M-D)信号:多个自变量的函数。例如：单词Away256Hz音叉信号注意声音与频率的关系虎鲸的声音脑电图(EEG)：图像信号：黑白图像：二维信号黑白视频信号：三维信号彩色视频信号：三维三通道信号彩色

6、图像：三通道二维信号系统：处理信号的物理设备。或者说，凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备。模拟系统与数字系统。信号处理的内容：滤波、变换、检测、谱分析、估计、压缩、识别等一系列的加工处理。系统处理y(t)x(t)多数科学和工程中遇到的是模拟信号。以前都是研究模拟信号处理的理论和实现。模拟信号处理缺点：难以做到高精度，受环境影响较大，可靠性差，且不灵活等。数字系统的优点：体积小、功耗低、精度高、可靠性高、灵活性大、易于大规模集成、可进行二维与多维处理随着大规模集成电路以及数字计算机的飞速发

7、展，加之从60年代末以来数字信号处理理论和技术的成熟和完善，用数字方法来处理信号，即数字信号处理，已逐渐取代模拟信号处理。随着信息时代、数字世界的到来，数字信号处理已成为一门极其重要的学科和技术领域。抗混叠滤波器A/D变换器数字信号处理器D/A变换器抗镜像滤波器模拟xa(t)模拟ya(t)x(n)y(n)数字信号处理系统的基本组成采样→量化转换为模拟电平→零阶保持ADCDACDSP模/数转换模/数转换：采样（sampling），量化（quantization）数/模转换数/模转换：数字信号转换为模

8、拟信号，零阶保持（zeroorderhold），抗镜像滤波器进行平滑。1.2典型的信号处理运算时域(timedomain):描述信号随时间的变化。频域(frequencydomain)：信号的频谱（spectrum）。频谱：对信号中所含频率分量的描述，有该频率处的频谱幅度表示。通常用FFT（快速傅立叶变换）计算。中音C和弦CEG数字滤波数字滤波可以便捷地改变信号的特性。常用的滤波器改变信号的频率特性，让一些信号频率通过，阻塞另一些信号频率。通过消除一个或一些频率分量来改变信号的频谱