数字信号处理的典型应用课件.pptx

1、2022-6-10dsp-chap1-20181知识是引导人生到光明与真实境界的灯烛 -李大钊李大钊离开了信号，系统将失去意义。离开了系统，没有孤立存在的信号。信息（信号）人（我、系统）2022-6-10dsp-chap1-20182l语音处理语音处理：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音邮件、语音储存等。音邮件、语音储存等。数字信号处理数字信号处理的典型应用的典型应用2022-6-10dsp-chap1-20183数字信号处理数字信号处理的典型应用的典型应用l图像图像/图形图形：二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像识：二维和三维图形处理

2、、图像压缩与传输、图像识别、动画、机器人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。别、动画、机器人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。导航软件导航软件P图软件图软件图像处理图像处理视频识别视频识别.2022-6-10dsp-chap1-20184数字信号处理数字信号处理的典型应用的典型应用l军事军事；保密通信、雷达处理、声呐处理、导航、全球定位、；保密通信、雷达处理、声呐处理、导航、全球定位、跳频电台、搜索和反搜索等。跳频电台、搜索和反搜索等。2022-6-10dsp-chap1-20185数字信号处理数字信号处理的典型应用的典型应用l仪器仪表仪器仪表：频谱分析、函数发生、数据采集、地震处理等。：频

3、谱分析、函数发生、数据采集、地震处理等。数字多媒体设备信息通讯设备路由器工业仪器网络终端生物感应器医疗器械2022-6-10dsp-chap1-20186数字信号处理数字信号处理的典型应用的典型应用l自动控制自动控制：控制、深空作业、自动驾驶、机器人控制、磁盘：控制、深空作业、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等。控制等。智能机器人智能机器人自动驾驶自动驾驶2022-6-10dsp-chap1-20187数字信号处理数字信号处理的典型应用的典型应用l医疗医疗：助听、超声设备、诊断工具、病人监护、心电图等。：助听、超声设备、诊断工具、病人监护、心电图等。彩色多普勒超声诊断彩色多普勒超声诊断心电图心电

4、图2022-6-10dsp-chap1-20188数字信号处理数字信号处理的典型应用的典型应用l家用电器家用电器：数字音响、数字电视、可视电话、音乐合成、音：数字音响、数字电视、可视电话、音乐合成、音调控制、玩具与游戏等。调控制、玩具与游戏等。2022-6-10dsp-chap1-20189数字信号处理数字信号处理的典型应用的典型应用l人工智能人工智能：感知、决策、反馈、博弈、决策、反馈等。：感知、决策、反馈、博弈、决策、反馈等。柯洁战阿法狗“女性”机器人索菲娅被授予了沙特公民的身份。本课程的宗旨本课程的宗旨显化实现信号处理的过程（选用器件、算法设计与实现算法设计与实现、产品）如何学习（根本）

5、如何学习（根本）（1）获取信息频域特征的理论与算法；）获取信息频域特征的理论与算法；（2）简单的系统设计方法（）简单的系统设计方法（IIR和和FIR数字滤波器设计）数字滤波器设计）课程地位（大学课程）课程地位（大学课程）重要的基础课程和主干课程；重要的基础课程和主干课程；是通信与信息系统以及信号与信息处理等专业研究生入学考试的是通信与信息系统以及信号与信息处理等专业研究生入学考试的必考课程（或者是初试、或者是复试）；必考课程（或者是初试、或者是复试）；其次：提供了处理问题的一种新的思路或方法（取样）。其次：提供了处理问题的一种新的思路或方法（取样）。2022-6-10dsp-chap1-201

6、810数字信号处理数字信号处理课程简介课程简介数字信号处理数字信号处理课程简介课程简介主要研究的内容及课时安排主要研究的内容及课时安排 信号频谱分析信号频谱分析- 理论、方法与应用理论、方法与应用 傅里叶变换理论，傅里叶变换理论， 离散傅里叶变换（离散傅里叶变换（DFT：第：第3章），章）， 快速傅里叶变换（快速傅里叶变换（FFT：第：第4章）章） 数字信号处理系统数字信号处理系统- 数字滤波器理论及分析方法数字滤波器理论及分析方法 （信号与系统课程中已经大体讲过：第（信号与系统课程中已经大体讲过：第2章）章） 数字滤波器设计理论与方法数字滤波器设计理论与方法 （IIR（第（第5章）和章）和

7、FIR（第第6章章）数字滤波器设计）数字滤波器设计）科学理论与实际应用中的差别科学理论与实际应用中的差别- 误差讨论（第误差讨论（第7章）章）课时分配：课时分配：56学时（学时（48学时理论课学时理论课 + 8学时实验）学时实验）2022-6-10dsp-chap1-201811第第1 1章章 引言引言信号与信号处理信号与信号处理：信号：在课程信号与系统中，定义载有一定信息的一种物理体 现为信号；事实上，任意发生在两对象之间的交流信息都称为信号。两种信号处理方法（根据处理所依据的物理器件或信号特点）：模拟信号处理：信号是连续时间信号，采用模拟器件；数字信号处理：信号是数字信号（离散时间信号），

8、采用数字器件。2022-6-10dsp-chap1-201812信号处理：对信号进行某种加工（数学计算），其目的是为了提取信号携带的有用信息。第第1 1章章 引言引言为什么采用数字信号处理方法？为什么采用数字信号处理方法？数字信号处理方法具有很多的优点，比如：模拟系统也有特定的应用场合，是数字信号处理系统所不能替代的，如2022-6-10dsp-chap1-201813灵活性强；稳定性好；精度高；可以实现许多模拟系统所不能达到的指标； 易于大规模集成；实时信号处理领域实时信号处理领域；射频（射频（RF）信号）信号。现在的研究热点： 人工智能！问题是：人工智能能否取代人类？如何看待、认识并使用人

9、工智能？第第1 1章章 引言引言2022-6-10dsp-chap1-201814数字信号处理的一般过程和基本框图？数字信号处理的一般过程和基本框图？前置预滤波器A/D转换器数字信号处理器D/A转换器模拟滤波器图1 数字信号处理系统的简单方框图xa(t) ya(t)xn ynA/D转换器：也称模数转换器，功能是将模拟输入信号xa(t)转换成数字序列xn，通常由采样、量化和编码等过程完成；数字信号处理器：是DSP系统的核心部分，功能是将数字序列xn按预定的要求进行加工处理，转换成输出序列yn；D/A转换器：也称数模转换器，功能是将数字序列yn再转换成模拟信号ya(t)。第第1 1章章 引言引言2

10、022-6-10dsp-chap1-201815数字信号处理的实现数字信号处理的实现 软件实现：软件实现：是指在通用计算机或微处理机上编写程序实现各种复杂的 信号处理算法。 优点是灵活、开发周期短； 缺点是处理速度慢。 专用硬件实现：专用硬件实现：是指实现某种专门信号处理的专用DSP芯片，这些芯片可以是专用数字信号处理机或专用集成电路。 优点是处理速度快； 缺点是不灵活、开发周期长。 软硬件结合实现：软硬件结合实现：是指在通用DSP芯片上开发用户所需的信号处理功能。 优点是既具有专用硬件实现的准实时性，又具有软件实现的可灵活 编程的特点。第第1 1章章 引言引言2022-6-10dsp-cha

11、p1-201816第第1 1章章 引言引言2022-6-10dsp-chap1-201817第第1 1章章 引言引言2022-6-10dsp-chap1-201818数字信号处理的发展与应用数字信号处理的发展与应用 在理论和技术方面：（1）由简单的运算走向复杂的运算；（2）由低频走向高频；（3）由一维走向多维。 在科学学科和工程应用领域方面：（1）通信；（2）医疗和生物医学工程；（3）资源勘探、能源利用和绿色生活；（4）国防与军事；（5）消费电子产品。数字信号处理数字信号处理课程教材及参考教材课程教材及参考教材1、教材：、教材：数字信号处理数字信号处理 钱玲，谷亚林，王海青钱玲，谷亚林，王海青

12、电子工业出版社电子工业出版社 （2018）2022-6-10dsp-chap1-201819考核方法：平时（考核方法：平时（20%）（考勤）（考勤+作业）作业）MATLAB测试（测试（10%）期末考试（期末考试（70%）2、参考教材、参考教材(1) 吴镇扬，数字信号处理（第三版），高等教育出版社吴镇扬，数字信号处理（第三版），高等教育出版社(2) S.K. Mitra著，阔永红改编著，阔永红改编. 数字信号处理数字信号处理-基于计算基于计算 机的方法（第机的方法（第4版：英文改编版：英文改编版）版）. 北京：电子工业出版社，北京：电子工业出版社，2013(3) A.V.奥本海姆，奥本海姆，R.

13、W.谢弗等著，刘树棠，黄建国译谢弗等著，刘树棠，黄建国译. 离散时间信号处理（第离散时间信号处理（第2版）版）. 西安：西安交通大学出版西安：西安交通大学出版社，社，2001（4）陈怀琛陈怀琛. 数字信号处理教程数字信号处理教程-MATLAB释义与实现释义与实现（第（第3版）版）. 北京：电子工业出版社，北京：电子工业出版社，20132022-6-10dsp-chap1-2018202022-6-10dsp-chap1-201821复习自查（回答问题）：（1） 信号如何表示？线性时不变系统具有什么特点，如何表示？（2） 线性时不变系统的零状态响应和零输入响应有什么关系？如何定义？（3） 线性时不变系统的自由响应和强迫响应有什么关系？如何定义？（4） 线性时不变系统的因果性和稳定性有何意义？（5） 以下述差分方程表示的线性时不变离散系统为例：说明或解释上述问题yn(1/3) yn1=2xn1（a）xn=(0.5)nun, y1=1。 求系统的零输入响应、零状态响应、自由响应和强迫响应。（b）x1n=(0.5)n ， x2n=(0.5)n，x3n=1。 求系统的输出信号，分析与系统的频率响应特性的关系。（c）分析判断系统的稳定性和因果性。第第1 1章章 引言引言