现代数字信号处理.pdf

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1、现代数字信号处理AdvancedDigitalSignalProcessing东南大学信息科学与工程学院杨绿溪教科书、参考书•杨绿溪,现代数字信号处理,科学出版社,2008年12月。•胡广书，数字信号处理----理论、算法与实现，清华大学出版社，1997(或2003)年。•皇甫堪等，现代数字信号处理，电子工业出版社，2004年6月。•丁玉美等，数字信号处理-----时域离散随机信号处理，西安电子科技大学出版社，2002年12月。•金连文，韦岗，现代数字信号处理简明教程，清华大学出版社，2004年1月。•何子述等

2、，现代数字信号处理及其应用，清华大学出版社，2009年5月。•S.Haykin,AdaptiveFilterTheory,PrenticeHall,2001.课程基本内容1.离散时间信号处理基础(本科内容复习)2.离散随机信号分析基础–离散时间随机信号基本概念–基本的正交变换(与信号正交展开、去相关)–基本的参数估计方法3.线性预测和格型滤波器(语音编码应用)4.随机信号的线性建模5.功率谱估计(与频率估计、子空间分析)6.最优线性滤波:维纳滤波与卡尔曼滤波7.自适应滤波器(线性系

3、统的学习)可能选讲或简介的内容8.多速率数字信号处理和滤波器组9.神经智能信息处理；压缩感知等10.盲信号处理11.空时、阵列与MIMO信号处理12.信号的时频分析第一章离散时间信号处理基础本科课程内容复习•数字信号与数字信号处理(DSP)概述•滤波器－－简单的数字信号处理系统•信号的变换－z变换、DTFT、DFT和FFT•特殊的序列（和对应的滤波器）–全通序列、最小相位序列、线性相位、半正定序列第一部分数字信号与DSP概述数字信号语音信号:有时序的一维离散序列图象信号:二维离散序列(有限

4、区间,RGB颜色)信源编码(压缩)基带离散通信信号序列目前主流的OFDM数字通信系统框图基带离散通信信号(复序列):MPSK和M-QAM的星座图雷达数字信号(线性调频信号和正弦调制信号)数字信号处理的应用数字信号处理的应用领域•(无线)通信:信号的产生、压缩编码、调制、发射处理、信道和信源编码、估计、均衡、检测等；•多媒体信息处理(视频、音频、图象、语音等，及其单个格式的处理)：滤波、增强、压缩、分析与识别、合成与重建等。•雷达、声纳：滤波、检测、特征提取、定位、跟踪、目标识别；•生物医学工程：医学信号和图像的

5、分析与处理、诊断、监测、远程医疗、健康助理等。•网络信息处理：分布式信息处理、大数据分析等。•地震、气象、水文信息处理：记录、分析等；本科数字信号处理课程内容特点：确定性信号处理、针对确定性离散序列两大内容:•变换其实两者没有本质的区别。•滤波一般的数字信号处理系统带限连续信号可基于时域采样x(t)定理采样为x(n)通过离散时间系统与h(n)卷积产生输出语音识别语音增强语音信号的数字化产生两个基本问题：•离散时间系统的描述与分析：差分方程、状态方程、时间域响应、频率域响应、结构形式、结构特点最简单的线性离散

6、系统---滤波器。•离散时间信号的描述与分析，以及如何简化离散时间系统的分析、设计与实现：z变换、DTFT、DFT、FFT等主要是各种变换。这两个内容谁先谁后，每个教科书都不一样。假设先讲滤波器。第二部分数字滤波器结构与设计一、FIR滤波器的实现结构MnH()zh()nzn0MHe()jjhne()nn01、直接型式(横向滤波器)。2、级联实现(因式分解)。3、递归实现型式及梳状滤波器。4、频率采样实现型式(已知H(K))。M直接型式(横向滤波器)yn()hmxnm()()m0级

7、联实现(因式分解)递归实现型式及梳状滤波器频率采样实现型式(已知H(K))NN111knnHz()HkW()Nznk00NNN11(zHk)k1NWk01Nz二、IIR滤波器的实现结构A()z单位脉冲响应h(n)无限长,但:Hz()B()z1、直接I、II型；2、级联型；3、并联型------性能较好直接I型直接II型级联型并联型数字滤波器的设计理想的频率响应实际的数字滤波器频率响应通带截止频率阻带截止频率20log131012N14.6(FFF)/

8、stcT设计FIR滤波器长度的Kaiser公式0三、FIR滤波器的设计1.线性相位滤波器特点：h(n)奇对称、偶对称。2.窗函数法：理想的低通、高通、带通、带阻H(ej)h(n)无限长,必须用合适的窗函数截断：ddh(n)=w(n)h(n),并使频域的波纹尽量小。d3.频率抽样设计法：把设计要求(或H(ej))变成H(K)ddIDFTh(n)H(z),也是一种逼近设计。4.