數(shù)字信號處理

1、數(shù) 字 信 號 處 理Discrete Time Signal Processing2014.2聊城大學(xué)物理科學(xué)與信息工程學(xué)院主講人：王樹華思考題:詳細(xì)說明模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)模轉(zhuǎn)換過程包括每一步用到的理論知識1基本信息課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課，考試課先修課程：信號與系統(tǒng)、數(shù)學(xué)（高等數(shù)學(xué) 線性代數(shù) 復(fù)變函數(shù) 積分變換）、Matlab后續(xù)課程：現(xiàn)代信號處理，數(shù)字圖象處理，自適應(yīng)信號處理 ，統(tǒng)計(jì)信號處理，信號估值與檢測課程計(jì)劃及要求 1、計(jì)劃學(xué)時(shí)56，講課學(xué)時(shí)48,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)82、每周結(jié)束交一次作業(yè)。3、不能無故曠課，無故不交作業(yè)，上課要關(guān)閉手 機(jī)4、計(jì)劃講授主要參考書目的一至七章5、考試：卷面80%，實(shí)驗(yàn)10

2、%，平時(shí)10%以電話中的聲音信號為例介紹轉(zhuǎn)換過程采集模擬聲音信號模擬濾波采樣、量化、編碼通過語音傳送系統(tǒng)恢復(fù)模擬信號緒論什么是數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理的研究內(nèi)容數(shù)字信號處理的特點(diǎn)數(shù)字信號處理的應(yīng)用數(shù)字信號處理的學(xué)習(xí)講授內(nèi)容與參考書信號處理信號處理用系統(tǒng)對含有信息的信號進(jìn)行處理（變換）以獲得人們所希望的信號，從而達(dá)到提取信息，便于利用的一門學(xué)科。信號處理的分類：- 模擬信號處理CRxa(t)ya(t)延時(shí)x(n)y(n)a- 數(shù)字信號處理什么是數(shù)字信號處理？對于DSP:狹義理解可為Digital Signal Processor 數(shù)字信號處理器。廣義理解可為Digital Signal Proc

3、essing 譯為數(shù)字信號處理技術(shù)。數(shù)字信號處理是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)值計(jì)算的方法對信號進(jìn)行采集、變換、綜合、估值與識別等加工處理，借以達(dá)到提取信息和便于應(yīng)用的目的。例如：濾波、檢測、參數(shù)提取、頻譜分析等。例子TI產(chǎn)品系列 人口統(tǒng)計(jì)：股票指數(shù)：溫度測量：連續(xù)信號的離散化： 音樂信號 ： 圖 象 ：1. 信號的采集 實(shí)現(xiàn)信號的數(shù)字化，包括取樣、量化。2. 信號的分析 信號描述與運(yùn)算，各種變換，時(shí)、頻域分析。3. 系統(tǒng)分析 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)，時(shí)變系統(tǒng)與非時(shí)變系統(tǒng)，因果系統(tǒng)與非因果系統(tǒng)，最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)。 線性時(shí)（移）不變因果系統(tǒng)4. 快速算法 FFT, 快速卷積、相關(guān)算法

4、5. 數(shù)字濾波技術(shù)(1) IIR數(shù)字濾波器的分析與設(shè)計(jì)；(2) FIR數(shù)字濾波器的分析與設(shè)計(jì)。數(shù)字信號處理的研究內(nèi)容6. 信號的頻譜分析與估值 確定信號：譜分析； 隨機(jī)信號：相關(guān)函數(shù)估計(jì)、譜估計(jì)。7. 特殊算法 反卷積，信號重構(gòu)，同態(tài)處理。8.信號建摸與壓縮9.自適應(yīng)信號處理10. 數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)(1) 在通用微機(jī)上，用軟件實(shí)現(xiàn);(2) 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn);(3) 專用數(shù)字信號處理芯片DSP。 1.精度高 模擬系統(tǒng)：由元器件確定（10-3）；數(shù)字系統(tǒng)：由字長確定。2. 靈活性高 數(shù)字系統(tǒng)的性能主要由乘法器的系數(shù)決定。 3. 可靠性高 只有“0”和“1”兩個電平，受溫度噪聲影響小。4. 容易集成

5、規(guī)范性高，電路參數(shù)要求不高。數(shù)字信號處理的特點(diǎn)5. 時(shí)分復(fù)用數(shù)字信號處理器同步多路開關(guān)多路開關(guān)輸出輸入. 6. 可獲得高性能指標(biāo) 如頻譜分析分辨率：模擬方法 10Hz; 數(shù)字方法 10-3Hz.7. 便于二維與多維處理 用存儲一幀或數(shù)幀圖象信號，實(shí)現(xiàn)二、多維 處理。8. 速度不夠高，工作頻率也不夠高 幾十MHz以下。數(shù)字信號處理的應(yīng)用（1）濾波與變換（2）通信（3）語音、語言（4）圖像、圖形（5）消費(fèi)電子（6）儀器（7）工業(yè)控制與自動化（8）醫(yī)療（9）軍事DSP的應(yīng)用耳背式耳道式耳內(nèi)式完全耳內(nèi)式心電 Holter數(shù)字助聽器數(shù)字信號處理的學(xué)習(xí)本課程的特點(diǎn)： 1. 數(shù)學(xué)工具多 微積分，概率統(tǒng)計(jì)，隨

6、機(jī)過程，高等代數(shù)， 數(shù)值分析，積分變換，復(fù)變函數(shù)等。 2. 要求基礎(chǔ)強(qiáng) 網(wǎng)絡(luò)理論、信號與系統(tǒng)是本課程的理論基礎(chǔ)。 3. 與其它學(xué)科密切相連 與最優(yōu)控制、通信理論、故障診斷、計(jì)算機(jī)、 微電子技術(shù)不可分，又是人工智能、模式識別、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)之一。學(xué)習(xí)的特殊要求： （1）特別要注意加深概念的理解，不要只停留在死記數(shù)學(xué)公式上。 （2）通過應(yīng)用來加深理解和記憶。希望同學(xué)們在學(xué)習(xí)數(shù)字信號處理的過程中一定要重視利用MATLAB來完成實(shí)際的信號處理任務(wù)。 （3）打好基礎(chǔ)，循序漸進(jìn) （4）盡可能的多看一些國外的教科書及有關(guān)文獻(xiàn)講授內(nèi)容與參考書離散時(shí)間信號與系統(tǒng)（時(shí)域） ch1 (5學(xué)時(shí)）序列的

7、變換域分析（傅立葉變換、z變換） ch2 (9學(xué)時(shí)）離散傅立葉變換 ch3 (6）快速傅立葉變換 ch4 （6）FIR濾波器設(shè)計(jì) ch7 （8）IIR濾波器設(shè)計(jì) ch6 （8）數(shù)字濾波器基本結(jié)構(gòu) ch5 （3）緒論（1學(xué)時(shí)）參考書目數(shù)字信號處理 丁玉美 高西全 西安電子科技大學(xué)出版社 經(jīng)典的： 1. A.V.Oppenheim ，“Digital Signal processing”，1975. 中譯本有多種2. W.D.Stanley，“Digital Signal Processing”，1975.中譯本，常迥譯1979.3. 黃順吉等，數(shù)字信號處理及其應(yīng)用，國防工業(yè)出版社，19824.

8、鄒理和，吳兆熊等，數(shù)字信號處理， 上、下冊, 國防工業(yè)出版社，1985. 5.何振亞，數(shù)字信號處理的理論與應(yīng)用，上、下冊，人民郵電 出版社，1985. 較新的： 6.程佩青，數(shù)字信號處理教程（第四版），清華大學(xué)出版社，2006.7.胡廣書， 數(shù)字信號處理導(dǎo)論，清華大學(xué)出版社，20068.A.V.奧本海姆，R.W.謝弗著，黃建國等譯， 離散時(shí)間信號處理，科學(xué)出版社，2000.9.高西全等，數(shù)字信號處理(第二版)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，西安電子科技大學(xué)出版社,200110.胡廣書， 數(shù)字信號處理理論、算法與實(shí)現(xiàn)，清華大學(xué)出版社，1997英文原版： 11. S.J.Orfanidis, Introduction to signal processing, Copyright 1996 by Prentic