關(guān)于數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

1、關(guān)于數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 摘 要：在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展的過程中，數(shù)字化信號處理技術(shù)已經(jīng)深入應(yīng)用到各行各業(yè)的發(fā)展之中，例如工業(yè)控制、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)等，都有所涉獵，甚至在國防軍事方面也得到了一定的應(yīng)用，可以說在當(dāng)前社會發(fā)展的進(jìn)程中，已經(jīng)完全不能脫離開數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用了。正是因?yàn)槿绱?，本文對其?yīng)用以及今后的發(fā)展予以一定的闡述，希望在今后的應(yīng)用中可以得到更加廣闊的發(fā)展空間。 關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理技術(shù)；實(shí)現(xiàn)方法；應(yīng)用；發(fā)展前景 在我國近幾年的發(fā)展進(jìn)程中，數(shù)字信號的相關(guān)處理技術(shù)已經(jīng)得到了質(zhì)的的飛躍，這是一種對數(shù)字以及符號進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并且排列成為有效序列的一種技術(shù)，這一技術(shù)主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)以及其他

2、相關(guān)設(shè)備中，并且在計(jì)算方法上具有特殊之處，主要是采用了數(shù)值計(jì)算法，可以達(dá)到方便信息應(yīng)用的效果。本文主要探討了這一技術(shù)在圖形處理以及機(jī)器人控制等方面的應(yīng)用，希望在未來的時(shí)代發(fā)展中，這一技術(shù)可以具有更加廣泛的應(yīng)用。 1、數(shù)字信號處理技術(shù)所具有的特點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)方式 在數(shù)字信號的處理上，主要可以通過三種途徑得以實(shí)現(xiàn)。第一種途徑是采用軟件得以實(shí)現(xiàn)的，這種方式主要應(yīng)用在編程的過程中，這套程序既能通過處理者的開發(fā)得到應(yīng)用，也可以通過現(xiàn)有的程序進(jìn)行處理。第二種實(shí)現(xiàn)方式是運(yùn)用專用硬件，例如加法器或者乘法器等，將其構(gòu)成一個(gè)專用的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)對信號處理的能力。第三種實(shí)現(xiàn)途徑是將前兩種方式進(jìn)行有效的結(jié)合。這種方式目

3、前較為普遍，廣泛應(yīng)用在數(shù)字信號處理的過程中。 從這一技術(shù)的優(yōu)勢上來看，數(shù)字信號處理的相關(guān)技術(shù)合理的應(yīng)用了計(jì)算機(jī)設(shè)備，針對不同的系統(tǒng)具有不同的處理功能，滿足各行業(yè)的需要，所以與其他技術(shù)相比具有一定的優(yōu)越性。除此之外，在系統(tǒng)的穩(wěn)定性上，這一技術(shù)得到了進(jìn)一步的提升，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的耦合，有效的降低了電路中產(chǎn)生阻抗匹配的情況，并且在安全性方面也得到了進(jìn)一步的提升，更有助于在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。同時(shí)在其他方面也具有一定的優(yōu)越性，所以受到各界人士的廣泛好評。 2、數(shù)字信號處理技術(shù)在當(dāng)前行業(yè)中的應(yīng)用 2.1圖形圖像領(lǐng)域 首先，這一技術(shù)可以應(yīng)用在圖形圖像領(lǐng)域，DVD的主要工作原理是運(yùn)用了圖像壓縮技術(shù)，將活動圖像進(jìn)

4、行壓縮與轉(zhuǎn)碼，最終呈現(xiàn)在人們的眼前，在采用了這一技術(shù)后，整個(gè)過程得到了明顯的進(jìn)步，同時(shí)還可以應(yīng)用在對大氣甚至氣象云圖的研究方面。只要是與圖形圖像相關(guān)的領(lǐng)域中，都可以運(yùn)用這一技術(shù)對于信號進(jìn)行處理，除此之外，在壓縮、識別以及編碼等一些環(huán)節(jié)中，這一技術(shù)也會有所涉獵。 2.2機(jī)器人控制領(lǐng)域 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展都呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，同時(shí)在人工智能方面也得到了突出的發(fā)展。因此機(jī)器人的出現(xiàn)也就應(yīng)該更加適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，在控制方面運(yùn)用數(shù)字信號處理的相關(guān)技術(shù)，可以在信息實(shí)時(shí)性的接收以及反應(yīng)方面都得到進(jìn)一步的提升。相關(guān)研究人員通過對數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用可以將控制系統(tǒng)的水平得到進(jìn)一步的

5、提升，為今后的研究工作提供了重要的發(fā)展契機(jī)。 2.3生物醫(yī)藥的處理領(lǐng)域 在這一領(lǐng)域的應(yīng)用中，數(shù)字信號處理技術(shù)主要是在診斷檢查以及監(jiān)護(hù)等工作中得到進(jìn)一步的凸顯，并且為腦神經(jīng)學(xué)與細(xì)胞學(xué)等相關(guān)學(xué)科的研究工作提供了重要的技術(shù)指導(dǎo)。在對心電以及腦電等自動分析的過程中，數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用也是相當(dāng)重要，為今后生物醫(yī)藥的研究工作提供了前提保障，同時(shí)也有效的降低了死亡事件的發(fā)生。 2.4電力系統(tǒng)領(lǐng)域 首先，數(shù)字信號處理技術(shù)可以用于電力系統(tǒng)模擬量采集和測量領(lǐng)域。使用交流采用技術(shù)后，經(jīng)過二次PT、CT的變換后，直接對每周波的多點(diǎn)采樣值采用數(shù)字信號處理技術(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到電流和電壓的相角和有效值，免去了變送器環(huán)節(jié)。

6、其次，數(shù)字信號處理技術(shù)可以用于變電站自動化領(lǐng)域。變電站自動化元件較多，開關(guān)量和模擬量比較分散且對實(shí)時(shí)性要求較高，采用數(shù)字信號處理技術(shù)能夠?qū)Ω鞣N信息進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的采集和處理，尤其在并行處理上可實(shí)現(xiàn)多機(jī)多任務(wù)操作，使用非常靈活且方便，片內(nèi)諸多的接口使調(diào)速器、勵(lì)磁機(jī)繼電保護(hù)的掛網(wǎng)監(jiān)控更容易。 2.5氣體檢測領(lǐng)域 社會的發(fā)展使得環(huán)境受到很多污染，在氣體檢測和治理方面，氣體污染物的檢測受到人們越來越多的關(guān)注和重視，同時(shí)在有害氣體、易燃易爆氣體泄漏的環(huán)境下工作時(shí)，氣體檢測對工作人員人身安全的保障顯得尤為重要。目前對大氣污染物的檢測廣泛采用可調(diào)諧二極管吸收光譜技術(shù)（TDLAS），可調(diào)諧二極管吸收光譜技術(shù)目

7、前采用波長調(diào)制技術(shù)和二次諧波的檢測技術(shù)進(jìn)行調(diào)制檢測，對采集的信號采用數(shù)字信號處理的方法，具有準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，對于大氣污染物的檢測和治理至關(guān)重要。 2.6數(shù)字信號處理技術(shù)在噪聲測量領(lǐng)域的應(yīng)用 噪聲長期暴露在強(qiáng)烈噪聲環(huán)境中會嚴(yán)重危害人體健康，引起神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)方面的疾病并導(dǎo)致聽力受損，因此近年來市場上出現(xiàn)了各種噪聲測量裝置。目前在噪聲測量技術(shù)中直接測量噪聲的聲強(qiáng)比較困難，而聲壓則是比較容易測得的物理量，將數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用于噪聲測量領(lǐng)域，可以研制出基于數(shù)字信號處理的噪聲頻譜分析儀，它集譜分析儀、積分聲級計(jì)、噪聲統(tǒng)計(jì)分析儀、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)字式記錄儀和噪聲劑量計(jì)等幾種功能于一體，具有

8、信號處理的動態(tài)范圍大、抗干擾能力、靈活性高和結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。 3、數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展前景 （1）數(shù)字信號處理和微處理器的融合。微處理器的成本較低，并且可以執(zhí)行智能定向控制任務(wù)，但缺點(diǎn)是數(shù)字信號處理功能比較差，因此限制了其使用范圍。將數(shù)字信號處理技術(shù)與微處理器進(jìn)行融合，正好可以彌補(bǔ)微處理器這一缺陷，用單一芯片的處理器實(shí)現(xiàn)具有智能控制和數(shù)字信號處理的兩種功能，將加速個(gè)人通信機(jī)、智能電話和無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的開發(fā)，降低功耗和整個(gè)系統(tǒng)的成本。 （2）定點(diǎn)運(yùn)算。雖然浮點(diǎn)數(shù)字信號處理技術(shù)的運(yùn)算精度較高，動態(tài)范圍更大，但是定點(diǎn)數(shù)字信號處理器的成本較低，而且對存儲器的要求較低，比較省電。因此定點(diǎn)運(yùn)算可編程數(shù)字信

9、號處理器件仍然將是市場上的主流產(chǎn)品。 （3）內(nèi)核結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和工耗的降低。未來數(shù)字信號處理器的內(nèi)核結(jié)構(gòu)將進(jìn)一度改善，多通道結(jié)構(gòu)和單指令多種數(shù)據(jù)、特大指令字組在新的高性能處理器中占主導(dǎo)地位。此外，在不斷提高數(shù)字信號處理器運(yùn)算速度的同時(shí)，設(shè)備的功能將不斷降低，從而確保在節(jié)省時(shí)間的同時(shí)降低成本。 （4）系統(tǒng)級集成。在未來系統(tǒng)級集成數(shù)字信號處理將是潮流，將幾個(gè)數(shù)字信號處理芯核、專用處理單元、MPU芯核、外圍電路單元和存儲單元都集成在一個(gè)芯片上，成為數(shù)字信號處理系統(tǒng)級集成電路。 4、結(jié)語 綜上所述，近年來數(shù)字信號處理技術(shù)在醫(yī)藥衛(wèi)生、通信、電力系統(tǒng)、圖像處理等領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用，其發(fā)展速度前所未有，但同時(shí)也要求數(shù)字信號處理向著低功耗化和個(gè)人化的方向發(fā)展