課程內(nèi)容-共60學(xué)時-其中講授52學(xué)時-實驗8學(xué)時教材內(nèi)容：第1章～第7章講課教案

課程內(nèi)容共60學(xué)時，其中講授52學(xué)時，實驗8學(xué)時。教材內(nèi)容：第1章～第7章學(xué)習(xí)重點及方法強(qiáng)調(diào)基本概念、基本理論和分析方法；適當(dāng)練習(xí)，并利用進(jìn)行MATLAB進(jìn)行數(shù)字信號處理實踐；結(jié)合光盤內(nèi)容，加深課程理解理論聯(lián)系實際，鞏固和加深對課程內(nèi)容的理解；考核方式數(shù)字信號處理概論數(shù)字信號處理:

主要標(biāo)志：快速傅里葉變換(FFT)算法的提出和數(shù)字濾波器設(shè)計方法的完善。數(shù)字信號處理(DSP)

(DigitalSignalProcessing)把信號用數(shù)字或符號表示成序列，通過計算機(jī)或通用（專用）信號處理設(shè)備，用數(shù)值計算方法進(jìn)行各種處理，達(dá)到提取有用信息便于應(yīng)用的目的。例如：濾波、檢測、變換、增強(qiáng)、估計、識別、參數(shù)提取、頻譜分析等。一維(1-D)信號:一個自變量的函數(shù)。二維(2-D)信號:兩個自變量的函數(shù)。多維(M-D)信號:多個自變量的函數(shù)。例如：單詞Away256Hz音叉信號注意聲音與頻率的關(guān)系虎鯨的聲音圖像信號：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：三通道二維信號系統(tǒng)：處理信號的物理設(shè)備?；蛘哒f，凡是能將信號加以變換以達(dá)到人們要求的各種設(shè)備。模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)。信號處理的內(nèi)容：濾波、變換、檢測、譜分析、估計、壓縮、識別等一系列的加工處理。系統(tǒng)處理y(t)x(t)多數(shù)科學(xué)和工程中遇到的是模擬信號。以前都是研究模擬信號處理的理論和實現(xiàn)。模擬信號處理缺點：難以做到高精度，受環(huán)境影響較大，可靠性差，且不靈活等。數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)點：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(jìn)行二維與多維處理隨著大規(guī)模集成電路以及數(shù)字計算機(jī)的飛速發(fā)展，加之從60年代末以來數(shù)字信號處理理論和技術(shù)的成熟和完善，用數(shù)字方法來處理信號，即數(shù)字信號處理，已逐漸取代模擬信號處理。抗混疊濾波器A/D變換器數(shù)字信號處理器D/A變換器抗鏡像濾波器模擬xa(t)模擬ya(t)x(n)y(n)數(shù)字信號處理系統(tǒng)的基本組成采樣→量化轉(zhuǎn)換為模擬電平→零階保持ADCDACDSP模/數(shù)轉(zhuǎn)換模/數(shù)轉(zhuǎn)換：采樣（sampling），量化（quantization）數(shù)/模轉(zhuǎn)換數(shù)/模轉(zhuǎn)換：數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，零階保持（zeroorderhold），抗鏡像濾波器進(jìn)行平滑。1.2典型的信號處理運(yùn)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：對信號中所含頻率分量的描述，有該頻率處的頻譜幅度表示。通常用FFT（快速傅立葉變換）計算。中音C和弦CEG數(shù)字濾波數(shù)字濾波可以便捷地改變信號的特性。常用的濾波器改變信號的頻率特性，讓一些信號頻率通過，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。低通濾波器(lowpassfilter)：通低頻，阻高頻；高通濾波器(highpassfilter)則相反；帶通濾波器(bandpassfilter)允許一定頻帶內(nèi)的頻率通過；帶阻濾波器(bandstopfilter)允許一定頻帶以外的所有頻率通過。截止頻率(cut-offfrequency):濾波器拐角處的頻率其他信號處理運(yùn)算復(fù)數(shù)信號的產(chǎn)生調(diào)制和解調(diào)復(fù)用和解復(fù)用正交振幅調(diào)制1.3數(shù)字信號處理學(xué)科介紹及應(yīng)用在國際上一般把1965年由Cooley-Turkey提出快速付里葉變換(FFT)的問世，作為數(shù)字信號處理這一學(xué)科的開端。數(shù)字信號處理的理論基礎(chǔ)：離散線性變換(LSI)系統(tǒng)理論，離散付里葉變換(DFT)。在學(xué)科發(fā)展上，數(shù)字信號處理又和最優(yōu)控制，通信理論，故障診斷等緊緊相連，成為人工智能，模式識別，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字通信等新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)。數(shù)字信號處理大致可分為：信號分析和信號濾波信號分析涉及信號特性的測量。它通常是一個頻域的運(yùn)算。主要應(yīng)用于：譜(頻率和/或相位)分析、語音分析和識別、目標(biāo)檢測等。例如（1）對環(huán)境噪聲的譜分析,可確定主要頻率成分,了解噪聲的成因,找出降低噪聲的對策;（2）對振動信號的譜分析,可了解振動物體的特性,為設(shè)計或故障診斷提供資料和數(shù)據(jù)。（3）對于高保真音樂和電視這樣的寬帶信號轉(zhuǎn)到頻率域后極大多數(shù)能量集中在直流和低頻部分,就可把頻譜中的大部分成分濾去,從而壓縮信號頻帶。數(shù)字濾波就是在形形色色的信號中提取所需要的信號,抑制不需要的信號或干擾信號。應(yīng)用于（1）消除信息在傳輸過程中由于信道不理想所引起的失真,（2）濾除不需要的背景噪聲，（3）去除干擾、（4）頻帶分割，信號譜的成形。它廣泛地應(yīng)用于數(shù)字通信，雷達(dá)，遙感，聲納，語音合成，圖象處理，測量與控制，高清晰度電視，多媒體物理學(xué)，生物醫(yī)學(xué)，機(jī)器人等。DSP的典型應(yīng)用語音處理：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。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。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。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。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。醫(yī)療：助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)、心電圖等。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。數(shù)字處理的優(yōu)點：對元件值的容限不敏感，受溫度、環(huán)境等外部參與影響小；容易實現(xiàn)集成；VLSI可以時分復(fù)用，共享處理器；方便調(diào)整處理器的系數(shù)