數(shù)字信號處理配套課件 1.1 數(shù)字信號處理緒論

2緒論1.數(shù)字信號處理的概念3（1）數(shù)字信號：用數(shù)字序列表示的信號。（2）數(shù)字信號處理：通過計算機或?qū)Ｓ锰幚碓O備，用數(shù)值計算等數(shù)字的方式對數(shù)字序列進行各種處理，將信號變換成符合需要的某種形式。數(shù)字濾波：限制數(shù)字信號的頻帶或濾除噪聲和干擾，以提取和增強信號的有用分量。頻譜分析：對信號進行頻譜分析或功率譜分析，了解信號的頻譜組成，以對信號進行識別。涵蓋范疇：濾波、變換、增強、壓縮、估計和識別。涉及知識：微積分、概率統(tǒng)計、隨機過程、高等代數(shù)、數(shù)值分析、復變函數(shù)和各種變換。2.數(shù)字信號處理的特點4（1）高精度：17位字長，10-6的精度，結(jié)合浮點運算。（2）高穩(wěn)定性：使用超大規(guī)模集成的數(shù)字信號處理芯片（DSP芯片）。只有兩種0/1兩種狀態(tài)，其抗干擾能力優(yōu)于模擬信號。（3）靈活性好：參數(shù)可調(diào)：系統(tǒng)性能取決于系統(tǒng)參數(shù)，改變存儲器中存放的參數(shù)，可得到不同的系統(tǒng)。而模擬系統(tǒng)要改變性能的話，只有更換元器件。時分復用：一套計算設備同時處理多路相互獨立的信號。（4）易于大規(guī)模集成：數(shù)字部件由邏輯和記憶元件構(gòu)成，具有高度規(guī)范性。（5）實現(xiàn)模擬系統(tǒng)無法完成的功能：信號的任意存取、嚴格的線性相位特性、解卷積和多維濾波等。（6）不足：速度還不能達到處理高頻信號，如射頻信號的要求。3.系統(tǒng)的基本組成與實現(xiàn)5（1）組成前置預濾波器：奈奎斯特（Nyquist）采樣定理：在采樣頻率fs有限的情況下，只有當輸入模擬信號的最高頻率fh不大于fs/2時，采樣信號的頻譜才不會發(fā)生混疊。前置預濾波器的作用：使輸入模擬信號的最高頻率限制在一定范圍。A/D變換器：對輸入的模擬信號進行抽樣、量化和編碼，將模擬信號變成為

在時間上和幅值上均量化離散的信號，即數(shù)字信號。3.系統(tǒng)的基本組成與實現(xiàn)6數(shù)字信號處理器：功能：承擔數(shù)字信號的各種處理工作。形式：通用計算機、各種數(shù)字硬件或軟硬件構(gòu)成的專用處理器、某個處理軟件或軟件包。D/A變換器：將數(shù)字信號變成模擬信號。模擬濾波器濾：濾除不需要的高頻分量，輸出所需的模擬信號。4.數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法7（1）分類：軟件實現(xiàn)、硬件實現(xiàn)和軟硬件相結(jié)合的實現(xiàn)方法。（2）軟件實現(xiàn)方法：按照信號處理的原理和算法，自行編寫程序或者采用現(xiàn)有程序在通用計算機上實現(xiàn)。特點：靈活、運算速度較慢。（3）硬件實現(xiàn)方法：按照具體的要求和算法，設計硬件結(jié)構(gòu)圖，用乘法器、加法器、延時器、存儲器、控制器以及輸入輸出接口部件實現(xiàn)的一種方法。特點：運算速度快、靈活不夠。（4）軟硬件相結(jié)合：單片機、通用DSP、專用DSP、各種嵌入式(FPGA、ARM)等。5.數(shù)字信號處理的應用8（1）語音處理：語音信號分析、語音增強、語音合成、語音編碼、語音識別和語音信箱等。5.數(shù)字信號處理的應用9（2）圖形/圖像處理：靜止和活動圖像的恢復和增強、去噪、數(shù)據(jù)壓縮、和圖像識別等，還應用于三維圖像變換、動畫、電子出版和電子地圖等。圖像分割實例5.數(shù)字信號處理的應用10（3）現(xiàn)代通信：高速調(diào)制解調(diào)、編/譯碼、自適應均衡、多路復用等。傳真、數(shù)字交換、移動電話、數(shù)字基站、電視會議、保密通信和衛(wèi)星通信等通信領域。網(wǎng)絡管理/服務和IP電話、軟件無線電。（4）數(shù)字電視：應用于數(shù)字電視系統(tǒng)中的視頻壓縮和音頻壓縮。（5）軍事與尖端科技：雷達和聲納信號處理、雷達成像、自適應波束合成、陣列天線信號處理、導彈制導、全球定位GPS、航天飛船和偵察衛(wèi)星等。（6