实时数字信号处理 绪论

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1、实时数字信号处理绪论回顾表征系统的物理量单位脉冲响应频率响应系统函数零极点图单位圆外极点产生发散的单位脉冲响应分量涉及到的操作卷积：求解系统的响应FT：CTFT，DTFT，CTFS，DTFS扩展FT：LT/ZT，分析系统稳定性重点变换：单边LT/ZT，求解系统函数，进而频率响应，求解系统响应回顾Z变换基本信号窗函数加窗是数字信号处理中的一个重要操作矩形窗在有些应用下，加窗要考虑窗函数两头的缓慢变化，这时矩形窗是不合适的G.729语音编解码标准，非压缩（8kHz采样，16bitps，128kbps）和压缩（8kbps）的速率比较，更低压缩速率（4kbps、2.4kbps）的应用，按

2、帧处理，10ms一帧，要加窗，用这10ms为核心的语音样点预测说话人的发声模型和激励信息，并发送这些信息以达到压缩目的（低码率传输）回顾回顾DFT时域和频域都希望有限长和离散系统的DTFT（频率响应）是以2pi为周期的连续函数，计算机处理时需要离散化（自变量和因变量都离散化-数字化）从DTFS导出FFT：DFT的快速计算。DCT，是实数变换，效率更高，视频编解码中要采用的。实时数字信号处理数字信号处理是一门发展迅速的重要学科，涉及面越来越广泛，理论越来越深入，算法越来越复杂。数字信号处理器是实现数字信号处理的首选器件，其体系结构在设计上考虑了数字信号处理一般算法的特点。音视频媒体

3、处理应用普及，以及对操作控制方面的要求，产生了将计算和控制有机融合在一个芯片上的趋势。新型数字信号处理器在实现复杂音视频媒体处理算法基础上，提供了完成事务管理的控制功能嵌入式媒体处理芯片对称多核媒体处理器ADSP-BF561，对称双核嵌入式媒体处理器实现更加复杂的计算和灵活的控制，更加有效的应用模式数字信号处理基本概念世界上有各种各样需要研究的信号。人们用感知认识世界、获取信息。人们通过各种手段改变世界。数字信号处理（DigitalSignalProcessing，DSP）是20世纪60年代前后发展起来的一门新兴学科。现代信号处理理论涉及到非常复杂的算法和大量的计算增加了实时处理

4、难度分布式、并行计算并行计算机系统、DSP芯片的阵列处理系统通用计算机和DSP都朝着多核发展数字信号处理算法基本特点乘累加（MAC）根据线性时不变离散时间系统的单位脉冲响应，系统响应可采用卷积和来计算。用差分方程描述的系统的响应计算。信号互相关函数计算离散傅立叶变换（DFT）离散余弦变换（DCT）循环数字信号处理实现方法理论、实现、应用1822年傅立叶级数理论研究各种应用算法和快速算法1965年快速傅立叶变换（FFT）数字信号处理的实现方法经历了一个较长的发展过程。1982，TITMS320C10数字信号处理的实现方法1）通用计算机上软件实现。2）通用计算机系统中专用加速处理机实

5、现。3）专用DSP芯片实现。4）通用单片机实现。5）FPGA实现。6）通用可编程DSP实现。数字信号处理系统及特点数字系统有如下优点：1）接口方便，符合工业标准的数字系统或设备在设计上都考虑了兼容性2）编程方便，数字器件一般具有可编程性3）稳定性好，数字系统受环境温度以及噪声的影响较小4）精度高，数字器件一般可实现16-bit、24-bit、32-bit数据，甚至更高5）可重复性好，数字系统基本上不受元器件参数变化的影响6）集成方便，数字系统中的数字部件一般都有高度规范性数字系统的突出优点使其得到了广泛应用。输出输入抗混叠滤波器A/D数字处理器件D/A平滑滤波数字信号处理系统及特

6、点设计的一般过程事前准备阶段。确定系统性能指标、信号处理的各种具体要求。2）算法模拟阶段。一个关键是要研究有效算法，高级语言验证。例如，视频压缩算法要考虑到编码速率和编码质量，不同应用有不同要求，因为二者具有矛盾性。3）系统设计阶段。根据算法运算量、运算精度、接口、系统成本、功耗等选择硬件并设计。根据算法和所选择的器件编写程序，一般采用高级语言和汇编语言混合编程。4）系统调试阶段。硬件调试一般采用硬件仿真器、示波器、逻辑分析仪等进行。软件调试一般要借助于开发工具，如软件模拟器、开发系统等。算法调试一般采用比较法，与高级语言算法模拟结果的输出进行比较。5）运行调试阶段。各个环节的配

7、合对整体系统实时性的影响，以及噪声、环境变化对稳定性的影响。重新设计、修改算法。数字信号处理器基本概念一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，或者说主要是为快速实现各种数字信号处理算法而设计的。目前，DSP芯片已广泛应用第一颗DSP芯片，1978年AMI公司发布的S28111979，Intel，商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑但上述两种芯片内部都没有单周期乘法器1980，NEC，uPD7720，第一个具有乘法器的商用DSP芯片。TITMS320系列、ADI