數(shù)字信號處理（第2版）課件 第1章-引言

數(shù)字信號處理2024/10/25dsp-chap1-20181知識是引導(dǎo)人生到光明與真實(shí)境界的燈燭

----李大釗

離開了信號，系統(tǒng)將失去意義。離開了系統(tǒng)，沒有孤立存在的信號。信息（信號）人（我、系統(tǒng)）2024/10/25dsp-chap1-20182語音處理：語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強(qiáng)、語音郵件、語音儲存等。數(shù)字信號處理的典型應(yīng)用2024/10/25dsp-chap1-20183數(shù)字信號處理的典型應(yīng)用圖像/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(jī)器人視覺、多媒體、電子地圖、圖像增強(qiáng)等。輪廓重建指紋識別導(dǎo)航軟件P圖軟件圖像處理視頻識別…….2024/10/25dsp-chap1-20184數(shù)字信號處理的典型應(yīng)用軍事；保密通信、雷達(dá)處理、聲吶處理、導(dǎo)航、全球定位、跳頻電臺、搜索和反搜索等。全球定位系統(tǒng)長劍巡航導(dǎo)彈2024/10/25dsp-chap1-20185數(shù)字信號處理的典型應(yīng)用儀器儀表：頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、數(shù)據(jù)采集、地震處理等。數(shù)字多媒體設(shè)備信息通訊設(shè)備路由器工業(yè)儀器網(wǎng)絡(luò)終端生物感應(yīng)器醫(yī)療器械2024/10/25dsp-chap1-20186數(shù)字信號處理的典型應(yīng)用自動控制：控制、深空作業(yè)、自動駕駛、機(jī)器人控制、磁盤控制等。智能機(jī)器人自動駕駛2024/10/25dsp-chap1-20187數(shù)字信號處理的典型應(yīng)用醫(yī)療：助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)、心電圖等。彩色多普勒超聲診斷心電圖2024/10/25dsp-chap1-20188數(shù)字信號處理的典型應(yīng)用家用電器：數(shù)字音響、數(shù)字電視、可視電話、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與游戲等。2024/10/25dsp-chap1-20189數(shù)字信號處理的典型應(yīng)用人工智能：感知、決策、反饋、博弈、決策、反饋等。柯潔戰(zhàn)阿法狗“女性”機(jī)器人索菲婭被授予了沙特公民的身份。本課程的宗旨顯化實(shí)現(xiàn)信號處理的過程（選用器件、算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、產(chǎn)品）如何學(xué)習(xí)（根本）（1）獲取信息頻域特征的理論與算法；（2）簡單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法（IIR和FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)）課程地位（大學(xué)課程）重要的基礎(chǔ)課程和主干課程；是通信與信息系統(tǒng)以及信號與信息處理等專業(yè)研究生入學(xué)考試的必考課程（或者是初試、或者是復(fù)試）；其次：提供了處理問題的一種新的思路或方法（取樣）。2024/10/25dsp-chap1-201810《數(shù)字信號處理》課程簡介《數(shù)字信號處理》課程簡介主要研究的內(nèi)容及課時(shí)安排

信號頻譜分析----理論、方法與應(yīng)用

傅里葉變換理論，

離散傅里葉變換（DFT：第3章），

快速傅里葉變換（FFT：第4章）數(shù)字信號處理系統(tǒng)----數(shù)字濾波器理論及分析方法

（信號與系統(tǒng)課程中已經(jīng)大體講過：第2章）

數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)理論與方法

（IIR（第5章）和FIR（第6章）數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)）科學(xué)理論與實(shí)際應(yīng)用中的差別----誤差討論（第7章）課時(shí)分配：56學(xué)時(shí)（48學(xué)時(shí)理論課+8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）2024/10/25dsp-chap1-201811第1章

引言信號與信號處理：信號：在課程《信號與系統(tǒng)》中，定義載有一定信息的一種物理體現(xiàn)為信號；事實(shí)上，任意發(fā)生在兩對象之間的交流信息都稱為信號。兩種信號處理方法（根據(jù)處理所依據(jù)的物理器件或信號特點(diǎn)）：模擬信號處理：信號是連續(xù)時(shí)間信號，采用模擬器件；數(shù)字信號處理：信號是數(shù)字信號（離散時(shí)間信號），采用數(shù)字器件。2024/10/25dsp-chap1-201812信號處理：對信號進(jìn)行某種加工（數(shù)學(xué)計(jì)算），其目的是為了提取信號攜帶的有用信息。第1章

引言為什么采用數(shù)字信號處理方法？數(shù)字信號處理方法具有很多的優(yōu)點(diǎn)，比如：模擬系統(tǒng)也有特定的應(yīng)用場合，是數(shù)字信號處理系統(tǒng)所不能替代的，如2024/10/25dsp-chap1-201813靈活性強(qiáng)；穩(wěn)定性好；精度高；可以實(shí)現(xiàn)許多模擬系統(tǒng)所不能達(dá)到的指標(biāo)；易于大規(guī)模集成；

實(shí)時(shí)信號處理領(lǐng)域；射頻（RF）信號?，F(xiàn)在的研究熱點(diǎn)：人工智能！問題是：人工智能能否取代人類？如何看待、認(rèn)識并使用人工智能？第1章

引言2024/10/25dsp-chap1-201814數(shù)字信號處理的一般過程和基本框圖？前置預(yù)濾波器A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字信號處理器D/A轉(zhuǎn)換器模擬濾波器圖1數(shù)字信號處理系統(tǒng)的簡單方框圖xa(t)ya(t)x[n]y[n]A/D轉(zhuǎn)換器：也稱模數(shù)轉(zhuǎn)換器，功能是將模擬輸入信號xa(t)轉(zhuǎn)換成數(shù)字序列x[n]，通常由采樣、量化和編碼等過程完成；數(shù)字信號處理器：是DSP系統(tǒng)的核心部分，功能是將數(shù)字序列x[n]按預(yù)定的要求進(jìn)行加工處理，轉(zhuǎn)換成輸出序列y[n]；D/A轉(zhuǎn)換器：也稱數(shù)模轉(zhuǎn)換器，功能是將數(shù)字序列y[n]再轉(zhuǎn)換成模擬信號ya(t)。第1章

引言2024/10/25dsp-chap1-201815數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)

軟件實(shí)現(xiàn)：是指在通用計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)上編寫程序?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜的

信號處理算法。

優(yōu)點(diǎn)是靈活、開發(fā)周期短；

缺點(diǎn)是處理速度慢。專用硬件實(shí)現(xiàn)：是指實(shí)現(xiàn)某種專門信號處理的專用DSP芯片，這些芯片可以是專用數(shù)字信號處理機(jī)或?qū)Ｓ眉呻娐贰?/p>

優(yōu)點(diǎn)是處理速度快；

缺點(diǎn)是不靈活、開發(fā)周期長。軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)：是指在通用DSP芯片上開發(fā)用戶所需的信號處理功能。

優(yōu)點(diǎn)是既具有專用硬件實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)性，又具有軟件實(shí)現(xiàn)的可靈活

編程的特點(diǎn)。第1章

引言2024/10/25dsp-chap1-201816第1章

引言2024/10/25dsp-chap1-201817第1章

引言2024/10/25dsp-chap1-201818數(shù)字信號處理的發(fā)展與應(yīng)用

在理論和技術(shù)方面：（1）由簡單的運(yùn)算走向復(fù)雜的運(yùn)算；（2）由低頻走向高頻；（3）由一維走向多維。在科學(xué)學(xué)科和工程應(yīng)用領(lǐng)域方面：（1）通信；（2）醫(yī)療和生物醫(yī)學(xué)工程；（3）資源勘探、能源利用和綠色生活；（4）國防與軍事；（5）消費(fèi)電子產(chǎn)品?！稊?shù)字信號處理》課程教材及參考教材1、教材：數(shù)字信號處理錢玲，谷亞林，王海青電子工業(yè)出版社（2018）2024/10/25dsp-chap1-201819考核方法：平時(shí)（20%）（考勤+作業(yè)） MATLAB測試（10%）

期末考試（70%）2、參考教材(1)吳鎮(zhèn)揚(yáng)，數(shù)字信號處理（第三版），高等教育出版社(2)S.K.Mitra著，闊永紅改編.

數(shù)字信號處理----基于計(jì)算

機(jī)的方法（第4版：英文改編版）.北京：電子工業(yè)出版社，2013(3)A.V.奧本海姆，R.W.謝弗等著，劉樹棠，黃建國譯.

離散時(shí)間信號處理（第2版）.西安：西安交通大學(xué)出版社，2001（4）陳懷琛.數(shù)字信號處理教程----MATLAB釋義與實(shí)現(xiàn)（第3版）.北京：電子工業(yè)出版社，20132024/10/25dsp-chap1-2018202024/10/25dsp-chap1-201821復(fù)習(xí)自查（回答問題）：（1）

信號如何表示？線性時(shí)不變系統(tǒng)具有什么特點(diǎn)，如何表示？（2）

線性時(shí)不變系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)有什么關(guān)系？如何定義？（3）

線性時(shí)不變系統(tǒng)的自由響應(yīng)和強(qiáng)迫響應(yīng)有什么關(guān)系？如何定義？（4）

線性時(shí)不變系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性有何意義？（5）以下述差分方程表示的線性時(shí)不變離散系統(tǒng)為例：說明或解釋上述問題y[n](1/3)y[n1]=2x[n1]（a）x[n