数字信号处理讲义课件

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1、数字信号处理数字信号处理讲义讲义制作人：制作人：刘益成刘益成 黄金平黄金平长江大学电子信息学院长江大学电子信息学院20052005年元月年元月数字信号处理讲义电子信息类专业重要的专业基础课电子信息类专业重要的专业基础课 数 字 信 号 处理数字信号处理讲义电子信息类工程师必须具备的基本素养数字信号处理讲义电子信息类专业的考研专业基础课 数字信号处理数字信号处理讲义与后续课程的联系 数字图象处理数字图象处理数字视频技术数字视频技术数字语音处理数字语音处理通信原理通信原理神经网络与模式神经网络与模式识别识别数字信号处理讲义数字信号处理引言数字信号处理的核心问题数字信号处理的核心问题信号的分类及关系

2、信号的分类及关系研究的内容和发展状况研究的内容和发展状况数字信号处理系统的典型框图数字信号处理系统的典型框图数字信号处理的优点数字信号处理的优点数字信号处理的典型应用数字信号处理的典型应用本课程的主要内容与学习方法本课程的主要内容与学习方法数字信号处理讲义数字信号处理的核心问题数字信号处理的核心问题用数学的方法和数字系统对信号用数学的方法和数字系统对信号进行处理，包括两个方面：进行处理，包括两个方面：信信号号处处理理的的数数学学模模型型-各各种种算算法，误差分析法，误差分析算法的实现，包括：算法的实现，包括：通用计算机软件实现（例如通用计算机软件实现（例如MATLABMATLAB）专专 用用

3、计计 算算 机机 系系 统统、各各 种种 单单 片机、专用数字系统片机、专用数字系统DSPDSP、FPGAFPGA及其它专用集成器件等及其它专用集成器件等返回返回返回返回返回返回数字信号处理讲义信号的分类及关系信号的分类及关系物理分类物理分类信号信号非电信号非电信号电信号电信号（传感器）（传感器）模拟信号模拟信号离散信号离散信号（采样）（采样）抽样信号抽样信号数字信号数字信号（量化）（量化）数学分类数学分类确定信号与随机信号确定信号与随机信号线性信号与非线性信号线性信号与非线性信号信号信号返回返回返回返回返回返回数字信号处理讲义研究的内容及发展状况研究的内容及发展状况离离散散线线性性时时不不变

4、变系系统统理理论论（包包括括时时域、频域、各种变换域）域、频域、各种变换域）频频谱谱分分析析（包包括括有有限限字字长长效效应应）：FFTFFT谱分析方法及统计分析方法谱分析方法及统计分析方法数数字字滤滤波波器器设设计计及及滤滤波波过过程程的的实实现现（包括有限字长效应）（包括有限字长效应）时时频频-信信号号分分析析（短短时时付付氏氏变变换换）Short Fourier TransformShort Fourier Transform，小小波波变变换换(Wavelet(Wavelet Analysis),Analysis),Wigner DistributionWigner Distributi

5、on多维信号处理（压缩与编码及其在多维信号处理（压缩与编码及其在多煤体中的应用）多煤体中的应用）数字信号处理讲义研究的内容及发展状况研究的内容及发展状况返回返回返回返回返回返回非线性信号处理非线性信号处理随机信号处理随机信号处理模式识别人工神经网络模式识别人工神经网络信信号号处处理理单单片片机机(DSP)(DSP)及及各各种种专专用用芯芯片片(ASIC)(ASIC)，信号处理系统实现信号处理系统实现数字信号处理讲义数字信号处理系统的典型框图数字信号处理系统的典型框图返回返回返回返回返回返回数字信号处理讲义数字信号处理的优点数字信号处理的优点精度高精度高体积小体积小可靠性好（重复性好）可靠性好（

6、重复性好）耗电量少耗电量少成本低成本低返回返回返回返回返回返回数字信号处理讲义DSP的典型应用一的典型应用一通信手机通信手机数字信号处理讲义DSP的典型应用二的典型应用二数字无线电数字无线电数字信号处理讲义DSP的典型应用三的典型应用三雷达雷达数字信号处理讲义DSP的典型应用四的典型应用四生物指纹系统生物指纹系统数字信号处理讲义DSP的典型应用五的典型应用五Digital SpeakerDigital Speaker数字信号处理讲义DSP的典型应用六的典型应用六汽车多媒体系统汽车多媒体系统数字信号处理讲义DSP的典型应用七的典型应用七数字马达数字马达数字信号处理讲义DSP的典型应用八的典型应用

7、八MP3数字信号处理讲义DSP的典型应用九的典型应用九ADSLADSL网络接入网络接入(Asymmetrical Digital Subscriber Loop,非对称数字用户环线)数字信号处理讲义DSPDSP的典型应用十的典型应用十ADSLADSL的的DMTDMT调制器框图调制器框图数字信号处理讲义DSP的典型应用十一的典型应用十一网络安全摄像机网络安全摄像机数字信号处理讲义DSP的典型应用十二的典型应用十二网络音频系统网络音频系统数字信号处理讲义DSP的典型应用十三的典型应用十三医院监视系统医院监视系统数字信号处理讲义DSP的典型应用十四的典型应用十四数字扫描仪数字扫描仪数字信号处理讲义D

8、SP的典型应用十五的典型应用十五机顶盒机顶盒返回返回返回返回返回返回数字信号处理讲义本课程的主要内容与学习方法本课程的主要内容与学习方法课程性质：课程性质：本课程作为电子信息类本科生对数字信本课程作为电子信息类本科生对数字信号处理的一个入门性的课程，将着重讨论离散线性号处理的一个入门性的课程，将着重讨论离散线性时不变确定信号与系统的基本理论与分析方法，这时不变确定信号与系统的基本理论与分析方法，这也是进一步学习所有其它类型也是进一步学习所有其它类型DSPDSP的基础。的基础。主要内容主要内容:离散时间信号与系统的时域分析方法；离散时间信号与系统的时域分析方法；变换域变换域分析方法（包括分析方法

9、（包括Z变换、频域分析）；变换、频域分析）；离散傅立叶变换与快速算法及其应用；离散傅立叶变换与快速算法及其应用；数字滤波器的实现方法及其结构；数字滤波器的实现方法及其结构；IIR与与FIR滤波器的设计方法；滤波器的设计方法；数字信号处理中的有限字长效应数字信号处理中的有限字长效应数字信号处理讲义学习方法学习方法:在以弄清基本概念的基础上，在以弄清基本概念的基础上，加强练习，并配合适当的上机实验。加强练习，并配合适当的上机实验。实验方式：实验方式：1 1、利用、利用C C语言上机实验。语言上机实验。2 2、利用、利用MATLABMATLAB软件包中的信号软件包中的信号 处理工具箱进行数字信号处理

10、。处理工具箱进行数字信号处理。本课程的主要内容与学习方法本课程的主要内容与学习方法返回返回返回返回返回返回数字信号处理讲义主要中外文参考书目主要中外文参考书目1.Alan 1.Alan V.Oppenheim,Ronald V.Oppenheim,Ronald W.Schafer,Discrete-Time W.Schafer,Discrete-Time Signal Processing,Prentice-Hall,Inc,1999Signal Processing,Prentice-Hall,Inc,1999 中译本：离散时间信号处理，刘树棠等译中译本：离散时间信号处理，刘树棠等译 西安交

11、通大学出版社，西安交通大学出版社，2001.92001.92 2 Alan Alan V.Oppenheim,Ronald V.Oppenheim,Ronald W.Schafer,W.Schafer,Digital Digital Signal Processing,Prentice-Hall,Inc,1975Signal Processing,Prentice-Hall,Inc,19753 3Sanjit K.Mitra,Digital Signal Processing ASanjit K.Mitra,Digital Signal Processing A Computer-Based

12、Approach,Second edition,Computer-Based Approach,Second edition,McGraw-Hill,2001McGraw-Hill,2001数字信号处理讲义 主要中外文参考书目主要中外文参考书目4 4邹邹理理和和,数数字字信信号号处处理理,国国防防工工业业出出版版社社,1985,19855 5丁玉美等丁玉美等,数字信号处理数字信号处理,西安电子科技大西安电子科技大学出版社学出版社,1999,19996 6程佩青程佩青,数字信号处理数字信号处理,清华大学出版社清华大学出版社,2001,20017.7.The The MathWorks MathWorks Inc,Inc,Signal Signal Processing Processing Toolbox For Use with MATLAB,Sept.2000Toolbox For Use with MATLAB,Sept.20008.8.vinay vinay K.Ingle,K.Ingle,John John G.Proakis,G.Proakis,数数字字信信号号处处理理及及MATLABMATLAB实实现现,陈陈怀怀琛琛等等译译,电电子子工工业业出出版社版社,1998.9,1998.9 数字信号处理讲义