数字信号处理digital+signal+processing

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1、数字信号处理DigitalSignalProcessing信息学院伍小芹wwxxqq2000@163.com1主要讲授内容第0章绪论第1章离散时间信号与系统第2章Z变换第3章离散Fourier变换(DFT)第4章快速Fourier变换(FFT)第5章数字滤波器的基本结构第6章IIR数字滤波器的设计第7章FIR数字滤波器的设计第8章数字信号处理中的有限字长效应2主要参考书SanjitK.Mitra.DigitalSignalProcessing:Acomputer-basedapproach.McGraw-HillCompanies.清

2、华大学出版社,2000.A.V.奥本海姆.离散时间信号处理.西安交大出版社,1999.刘树棠译.数字信号处理--使用MATLAB实现.西安交大出版社,2002.陈后金.数字信号处理。高等教育出版社，2004.3课程考核标准作业10％考勤10％实验10％期终考试70％4绪论基本概念基本组成实现方法数字信号处理的特点应用领域发展历史51.基本概念信息科学信号信号分类模拟信号数字信号数字信号处理6信息科学信息科学是研究信息的获取、传输、处理和利用的一门科学。信号是信息的表现形式。（而信息则是信号所含有的具体内容）7信号的分类依载体：电信号、

3、磁信号、声信号、光信号、热信号、机械信号。依变量个数：一维、二维、多维（矢量）信号。依周期性：周期信号x(t)=x(t+kT);非周期信号。依是否为确定函数：确定信号；随机信号。依能量或功率是否有限：能量信号；功率信号。依时间和幅度是否连续：模拟信号；数字信号。8模拟信号自变量的连续函数，自变量可以是1D，2D或者多维的，一般认为自变量是时间数字信号时间上和幅度上都是离散的信号，可以用数字序列表示语音，图像…9数字信号处理数字信号处理就是用数值计算方法对数字序列进行各种处理，把信号变换成符合需要的某种形式。理论基础，其中最主要的是离散

4、时间信号和离散时间系统理论以及一些数学理论。102.基本组成A/D变换器通用或专用计算机采样保持器D/A变换器模拟低通滤波器模拟信号数字信号模拟信号数字信号处理系统连续时间信号连续时间信号1112133.实现方法（软硬兼有）(1)在通用的计算机（如PC机）上用软件（如Fortran、C语言）实现；－－速度较慢，一般可用于DSP算法的模拟(2)在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现；－－专用性强，不便于系统的独立运行(3)用通用的单片机（如MCS-51、96系列等）实现。这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理，如数字控制等；－－只

5、适用于实现简单的DSP算法(4)用通用的可编程DSP芯片实现。与单片机相比，DSP芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源，可用于复杂的数字信号处理算法；－－应用较多14(5)用专用的DSP芯片实现。在一些特殊的场合，要求的信号处理速度极高，用通用DSP芯片很难实现，例如专用于FFT、数字滤波、卷积、相关等算法的DSP芯片，这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现，无需进行编程。－－专用性强154.数字信号处理特点精度高：在模拟系统的电路中，元器件精度要达到10-3以上已经不容易了，而数字系统17位字长可以达到10-5的

6、精度，这是很平常的。例如，基于离散傅里叶变换的数字式频谱分析仪，其幅值精度和频率分辨率均远远高于模拟频谱分析仪。灵活性强：数字信号处理采用了专用或通用的数字系统，其性能取决于运算程序和乘法器的各系数，这些均存储在数字系统中，只要改变运算程序或系数，即可改变系统的特性参数，比改变模拟系统方便得多。16可以实现模拟系统很难达到的指标或特性：例如：有限长单位脉冲响应数字滤波器可以实现严格的线性相位；在数字信号处理中可以将信号存储起来，用延迟的方法实现非因果系统，从而提高了系统的性能指标；数据压缩方法可以大大地减少信息传输中的信道容量。可以

7、实现多维信号处理：利用庞大的存储单元，可以存储二维的图像信号或多维的阵列信号，实现二维或多维的滤波及谱分析等。17缺点1：增加了系统的复杂性，它需要模拟接口以及比较复杂的数字系统；缺点2：应用的频范围受到限制，主要是A/D转换的采样频率的限制；缺点3：系统的功率消耗比较大。数字信号处理系统中集成了几十万甚至更多的晶体管，而模拟信号处理系统中大量使用的是电阻、电容、电感等无源器件，随着系统的复杂性增加这一矛盾会更加突出。185.  数字信号处理的应用领域语音处理语音信号分析语音合成语音识别语音增强语音编码图像处理：恢复，增强，去噪，压缩

8、通信：信源编码，信道编码，多路复用，数据压缩电视：高清晰度电视，可视电话，视频会议雷达：对目标探测，定位，成像19声纳有源声纳信号处理无源声纳信号处理地球物理学生物医学信号处理音乐其它领域206.  数字信号处理学科的发