數字信號處理第一講

數字信號處理第一講21.緒論-DSP的發(fā)展和應用2.離散時間信號與系統(tǒng)分析（第二章）3.離散傅里葉變換DFT(4.快速傅里葉變換FFT（5.數字濾波器(DF)的結構和設計（第五章）課程內容3參考書數字信號處理-基于計算機的方法Mitra，電子工業(yè)數字信號處理教程(第二版）程佩青，清華大學基于MATLAB的系統(tǒng)分析和設計-信號處理樓順天著，西安電子科技出版社科技文獻4理解基本概念、基本理論和分析方法適當練習，并利用MATLAB進行數字信號處理實踐；加深理解，增強學習興趣利用網絡擴大知識面和跟蹤本學科最新發(fā)展動態(tài)溫馨提示5第一章數字信號處理歷史事件20世紀60年代，信息和計算機學科的高速發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一門新興學科主要標志：快速傅里葉變換(FFT)算法的提出和數字濾波器設計方法的完善。DigitalSignalProcessing6定義：把信號用數字或符號表示成序列，通過計算機或通用（專用）信號處理設備，用數值計算方法進行各種處理，達到提取有用信息的目的。例如：濾波、檢測、增強、估計、識別、譜分析等理解DSP狹義：數字信號處理器DigitalSignalProcessor廣義：數字信號處理技術DigitalSignalProcessing7一、信號的特征和分類信號(signal)是一種物理體現，或是傳遞信息的函數。而信息是信號的具體內容。模擬信號(AnalogSignal)：時間連續(xù)、幅度連續(xù)數字信號(DigitalSignal)：時間和幅度都離散(量化)數字信號可用一序列的數表示，而每個數又可表示為二進制碼的形式，適合計算機處理。8一維(1-D)信號:一個自變量的函數二維(2-D)信號:兩個自變量的函數多維(M-D)信號:多個自變量的函數例：單詞Away256Hz音叉信號9圖像信號：黑白圖像：二維信號黑白視頻信號：三維信號彩色視頻信號：三維三通道信號彩色圖像：三通道二維信號10按自變量與函數值的取值形式不同分類量化離散數字信號連續(xù)離散離散時間信號連續(xù)/離散連續(xù)連續(xù)時間信號幅度時間

11處理信號加以變換以達到要求的物理設備模擬系統(tǒng)：精度不高，受環(huán)境影響較大，可靠性差，不靈活數字系統(tǒng)：體積小、功耗低、精度高、可靠性高、靈活性大、易于大規(guī)模集成、可進行二維與多維處理系統(tǒng)y(n)x(n)二、系統(tǒng)12前置取樣濾波A/D變換器數字信號處理器D/A變換器模擬濾波器模擬xa(t)模擬ya(t)x(n)y(n)數字信號處理系統(tǒng)的基本組成采樣→量化轉換為模擬電平ADCDACDSP13(1)前置取樣濾波器濾除輸入信號xa(t)中高于某一頻率的分量txa(t)014t0xa(nT)抽樣量化0001011010011111011001110nx(n)n0數字信號每隔T秒取一次xa(t)的幅度采用有限位二進制碼時間量化，幅度量化(2)A/D變換T2T3T4T5T6T7TT2T3T4T5T6T7TT2T3T4T5T6T7T離散時間信號15(3)數字信號處理按照預定要求，加工處理得輸出信號y(n)x(n)n0T2T┈6T7Tny(n)T2T┈6T7T(4)D/A變換數字信號→模擬信號，脈沖間隙插值，產生波形。(5)后置濾波器濾除不需要的高頻分量得模擬信號ya(t)ya(t)t016三、典型的信號處理運算時域(TimeDomain):描述信號隨時間的變化頻域(FrequencyDomain)：信號的頻譜（Spectrum）頻譜：信號中所含頻率分量的描述，幅譜、相譜17對于圖像，低頻部分為圖像中變化緩慢的部分，高頻部分對于邊緣或突變部分。

數字濾波舉例18和弦CEG19數字濾波數字濾波可以便捷地改變信號的特性。濾波器通過一些信號頻率，阻塞另一些信號頻率。通過消除一個或一些頻率分量來改變信號的頻譜。20語音處理：語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強、語音郵件、語音儲存等。圖像/圖形：二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像識別、動畫、機器人視覺、多媒體、電子地圖、圖像增強等。軍事：保密通信、雷達處理、聲吶處理、導航、全球定位、跳頻電臺、搜索和反搜索等。儀器儀表：頻譜分析、函數發(fā)生、數據采集、地震處理等。自動控制：控制、深空作業(yè)、自動駕駛、機器人控制、磁盤控制等。醫(yī)療：助聽、超聲設備、診斷工具、病人監(jiān)護、心電圖等。家用電器：數字音響、數字電視、可視、音樂合成、音調控制、玩具與游戲等。DSP的典型應用21內容小結DSP的定義系統(tǒng)框圖及其含義

DSP的特點