数字信号处理课程的发展历程及展望

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1、厚理博术，践实笃行厚理博术，践实笃行数字信号处理课程的发展历程及展望数字信号处理课程的发展历程及展望 历史沿革历史沿革 教学目标教学目标 课程体系课程体系 教学方法教学方法 课程展望课程展望主要内容主要内容 数数字字信信号号处处理理起起源源于于十十八八世世纪纪的的数数学学，随随着着信信息息科科学学和和计计算算技技术术的的迅迅速速发发展展，数数字字信信号号处处理理的的理理论论与与应应用用得得到到迅迅速速发发展展，形形成成一一门门极极其其重重要要的的学学科科。当当今今数数字字信信号号处处理理的的理理论论和和方方法法已已得得到到长长足足的的发发展展，成成为为数数字字化化时时代代的的重重要要支支撑撑，

2、其其在在各各个个科科学学和和技技术术领领域域中中的的应应用用具具有有悠悠久久的的历历史史，已经渗透到我们生活和工作的各个方面。已经渗透到我们生活和工作的各个方面。历史沿革历史沿革 信信号号处处理理在在生生物物医医学学工工程程、地地震震学学、声声纳纳、雷雷达达、通通信信、控控制制等等领领域域都都日日益益显显示示其其重重要要作作用用。例例如如在在医医学学信信号号或或地地震震信信号号分分析析中中，我我们们需需要要提提取取某某些些重重要要的的特特征征参参数数，在在雷雷达达和和通通信信信信号号处处理理中，我们希望剔除信号中的噪声或干扰。中，我们希望剔除信号中的噪声或干扰。历史沿革历史沿革 20世纪70年

3、代，陆续出版了一些数字信号处理著作和教材，数字信号处理课程也陆续在一些世界著名大学开设。我国的数字信号处理课程于80年代初期首先在研究生层次开设，极少数重点学校在无线电专业本科生中作为选修课开设，大多选用奥本海姆编著的数字信号处理教材或自编讲义。历史沿革历史沿革 2020世世纪纪8080年年代代中中后后期期，我我国国开开设设数数字字信信号号处处理理课课程程的的高高校校不不断断增增加加，一一些些重重点点大大学学为为某某些些专专业业本本科科生生开开设设此此课课，课课程程教教学学内内容容主主要要以以原原理理阐阐述述与与算算法法推推导为主。导为主。国内出版的教材也相应增加。国内出版的教材也相应增加。西

4、安交通大学，邹理和西安交通大学，邹理和数字信号处理数字信号处理,1985,1985北京交通大学，吴湘淇北京交通大学，吴湘淇数字信号处理技术及应用数字信号处理技术及应用,1986,1986北京理工大学，王世一北京理工大学，王世一数字信号处理数字信号处理,1987,1987 历史沿革历史沿革 2020世世纪纪9090年年代代初初期期，开开设设本本科科生生数数字字信信号号处处理理课课程程的的高高校校数数量量大大增增，已已成成为为许许多多高高校校本本科科生生的的必必修修课课，大量面向本科教学的数字信号处理教材问世。大量面向本科教学的数字信号处理教材问世。西电丁玉美编著的西电丁玉美编著的数字信号处理数字

5、信号处理,1994,1994清华大学程佩清编著的清华大学程佩清编著的数字信号处理教程数字信号处理教程,1994,1994北交大吴湘淇编著的北交大吴湘淇编著的信号、系统和信号处理信号、系统和信号处理,1996,1996 课课程程内内容容中中增增加加了了利利用用FortranFortran、C C等等高高级级语语言言进进行算法仿真与实现等内容。行算法仿真与实现等内容。历史沿革历史沿革 从从2020世世纪纪9090年年代代末末以以来来，数数字字信信号号处处理理课课程程几几乎乎在在国国内内所所有有大大学学的的电电气气信信息息类类等等学学科科专专业业的的本本科科生生和和研研究究生生中中开开设设，且且是是

6、本本科科生生的的必必修修课课和和研研究究生生的的学学位位课课。面面向向本本科科教教学学的的数数字信号处理教材大幅增加。字信号处理教材大幅增加。吴吴镇镇杨杨编编著著的的数数字字信信号号处处理理(十十五五规规划划)，高高等等教教育育出出版版社社，20032003陈陈后后金金编编著著的的数数字字信信号号处处理理(十十五五规规划划)，高高等等教教育育出出版版社社，20042004 增增加加了了近近代代信信号号处处理理的的理理论论和和方方法法，并并将将MatlabMatlab与与数数字字信信号号处处理理有有机机结结合合，作作为为信信号号处处理理的的仿仿真真分分析析手手段段，从从而而将理论分析与计算机仿真

7、融为一体。将理论分析与计算机仿真融为一体。历史沿革历史沿革 某某些些院院校校虽虽然然没没有有单单独独开开设设数数字字信信号号处处理理课课程程，但但在在信信号号与与系系统统课课程程中中增增加加离离散散傅傅里里叶叶变变换换DFTDFT，快快速速傅傅里里叶叶变变换换FFTFFT，IIRIIR数数字字滤滤波波器器设设计计，FIRFIR数数字字滤滤波波器器设设计计等等内内容容。相相应应的的教教材材也也相相继继出出版版，如如清清华华大大学学郑郑君君里里教教授授编编著著的的信信号号与与系系统统(第第2 2版版)（上上下下册册），高高等等教教育育出出版版社社，20002000。东东南南大大学学管管致致中中教教

8、授授编编著著的的信信号号与与系系统统(第第4 4版版)（上上下下册册），高高等等教教育出版社，育出版社，20042004。历史沿革历史沿革 在在DSPDSP实实验验平平台台建建设设方方面面，9090年年代代后后期期，美美国国德德州州仪仪器器公公司司先先后后与与我我国国100100多多所所高高校校联联合合建建立立DSPDSP系系统实验室，用于本科生和研究生的统实验室，用于本科生和研究生的DSPDSP实践教学。实践教学。近近年年来来，由由于于各各级级电电气气信信息息类类实实验验教教学学示示范范中中心心建建设设的的推推动动，大大批批高高校校纷纷纷纷扩扩建建DSPDSP实实验验室室，为为本本科科生生开

9、开设设DSPDSP方方面面软软件件分分析析与与硬硬件件实实现现实实验验。目目前前DSPDSP技术已成为学生就业和开展科研工作的基本技能。技术已成为学生就业和开展科研工作的基本技能。历史沿革历史沿革 历史沿革历史沿革 教学目标教学目标 课程体系课程体系 教学方法教学方法 课程展望课程展望主要内容主要内容l l 掌握数字信号处理的基本理论掌握数字信号处理的基本理论 时域与变换域分析理论，抽样定理，谱估计理论时域与变换域分析理论，抽样定理，谱估计理论l l 掌握数字信号处理的基本方法掌握数字信号处理的基本方法 数字化分析方法，滤波器设计方法，快速算法数字化分析方法，滤波器设计方法，快速算法l l 掌

10、握数字信号处理的基本技术掌握数字信号处理的基本技术 DSPDSP软件仿真分析技术，软件仿真分析技术，DSPDSP系统开发应用技术系统开发应用技术l l 提高应用提高应用DSPDSP理论和技术解决问题的实践能力理论和技术解决问题的实践能力 学科领域应用，工程实际应用，综合交叉应用学科领域应用，工程实际应用，综合交叉应用教学目标教学目标 历史沿革历史沿革 教学目标教学目标 课程体系课程体系 教学方法教学方法 课程展望课程展望主要内容主要内容课程体系课程体系 信号处理课群主要包含信号处理课群主要包含“信号与系统、信号与系统、数字信数字信号处理、号处理、DSPDSP技术及应用、信号分析与处理实验、技术

11、及应用、信号分析与处理实验、DSPDSP系统课程设计系统课程设计”等相关课程等相关课程。数字信号处理课程体系经历了不断丰富发展的数字信号处理课程体系经历了不断丰富发展的过程，并日臻完善。课程体系主要由信号分析与处过程，并日臻完善。课程体系主要由信号分析与处理，以及离散系统设计构成。通过对近年来我国数理，以及离散系统设计构成。通过对近年来我国数字信号处理教材的分析，可将该课程教学内容归结字信号处理教材的分析，可将该课程教学内容归结为为经典内容经典内容和和近代内容近代内容。课程体系课程体系经典内容：经典内容：经典内容：经典内容：课程体系课程体系近代内容：近代内容：近代内容：近代内容：FFTFFT算

12、法：算法：基基4 FFT4 FFT，混合基，混合基FFTFFT，分裂基，分裂基FFTFFT数字滤波器设计：数字滤波器设计：优化设计，格形结构优化设计，格形结构功率谱估计：功率谱估计：经典谱估计法，现代谱估计法经典谱估计法，现代谱估计法信号时频分析：信号时频分析：短时短时FourierFourier变换，小波变换变换，小波变换多速率信号处理：多速率信号处理：抽取和内插，滤波器组分析抽取和内插，滤波器组分析课程体系课程体系 在在介介绍绍数数字字信信号号处处理理的的理理论论和和方方法法的的基基础础上上，进进行行MATLABMATLAB仿仿真真实实验验，再再进进行行基基于于DSPDSP系系统统的的开开

13、发发应应用用实实验验。部部分分院院校校开开设设了了DSPDSP技技术术课课程程，侧侧重重介绍介绍DSPDSP系统的内部结构和指令系统等。系统的内部结构和指令系统等。目目前前，信信号号处处理理课课群群体体系系正正逐逐步步成成熟熟，并并得得到到国国内内高高校校的的认认可可，其其体体现现了了理理论论与与实实践践的的有有机机结结合合，体现了体现了原理、方法和技术原理、方法和技术的有机结合。的有机结合。课程体系课程体系 信号与系统 （原理与概念）（原理与概念）数字信号处理 （方法与技术）（方法与技术）信号分析与处理实验（基于（基于MATLABMATLAB仿真）仿真）DSP系统课程设计（开发应用）（开发应

14、用）DSP技术及应用（设计应用）（设计应用）整体优化信号处理课群体系，突出整体优化信号处理课群体系，突出信号分析是基础，信号分析是基础，系统分析是桥梁，仿真分析为手段系统分析是桥梁，仿真分析为手段，实现原理、方法和实现原理、方法和应用的有机结合。应用的有机结合。课程体系课程体系l l 建立了信号与系统、数字信号处理的新课程体系。建立了信号与系统、数字信号处理的新课程体系。信号处理课群体系的特点信号处理课群体系的特点:课程体系课程体系在在“信号与系统信号与系统”中，突出基本原理与概念；在中，突出基本原理与概念；在“数字信号处理数字信号处理”中，突出数字化方法与技术；中，突出数字化方法与技术；在在

15、“信号处理实验信号处理实验”和和“DSPDSP课程设计课程设计”中，突出中，突出DSPDSP理论和技术的实际应用。理论和技术的实际应用。l l突出了信号分析是基础、系统分析是桥梁、仿突出了信号分析是基础、系统分析是桥梁、仿真分析是手段。真分析是手段。课程体系课程体系信号处理课群体系的特点信号处理课群体系的特点:在信号分析中，突出信号的表示；在系统分在信号分析中，突出信号的表示；在系统分析中，突出系统的描述。在仿真分析上，突出析中，突出系统的描述。在仿真分析上，突出数字化技术和数字化技术和DSPDSP软硬件实现软硬件实现。l l积极引入信息技术领域的发展成果，优化课程积极引入信息技术领域的发展成

16、果，优化课程体系，更新教学内容。体系，更新教学内容。课程体系课程体系信号处理课群体系的特点信号处理课群体系的特点:将数字信号处理课程中的某些基础内容（如将数字信号处理课程中的某些基础内容（如DTFTDTFT，DFSDFS等）向信号与系统课程中下移，在等）向信号与系统课程中下移，在数字信号处理课程中增加近代信号处理的内容数字信号处理课程中增加近代信号处理的内容（如（如多速率信号处理、小波分析多速率信号处理、小波分析等）。等）。连续系统连续系统离散系统离散系统系统的描述系统的描述输入输出描述法：输入输出描述法：N N 阶微分方程阶微分方程系统响应求解系统响应求解状态空间描述：状态空间描述：N N

17、个一阶微分方程组个一阶微分方程组时域：时域：频域：频域：复频域：复频域：系统的描述系统的描述输入输出描述法：输入输出描述法：N N 阶差分方程阶差分方程系统响应求解系统响应求解状态空间描述：状态空间描述：N N 个一阶差分方程组个一阶差分方程组时域：时域：频域：频域：Z Z域：域：y y(t t)=)=x x(t t)*)*h h(t t)连续信号连续信号离散信号离散信号时域：信号表达为冲激信号的线性组合时域：信号表达为冲激信号的线性组合频域：信号表达为正弦信号的线性组合（频域：信号表达为正弦信号的线性组合（CFSCFS，CTFTCTFT）复频域：信号表达为复指数的线性组合（单边、双边）复频域

18、：信号表达为复指数的线性组合（单边、双边）时域：信号表达为脉冲序列的线性组合时域：信号表达为脉冲序列的线性组合频域：信号表达为正弦序列的线性组合（频域：信号表达为正弦序列的线性组合（DFSDFS，DTFTDTFT）Z Z域：信号表达为复指数的线性组合（单边、双边）域：信号表达为复指数的线性组合（单边、双边）信信信信号号号号与与与与系系系系统统统统Y Y(j(jw w)=)=X X(j(jw w)H H(j(jw w)Y Y(s s)=)=X X(s s)H H(s s)y y k k=x x k k*h h k k Y Y(e(ej jWW )=)=X X(e(ej jWW )H H(e(ej

19、 jWW )Y Y(z z)=)=X X(z z)H H(z z)系系统统分分析析信信号号分分析析课程体系课程体系课程体系课程体系回声估计与消除课程体系课程体系 历史沿革历史沿革 教学目标教学目标 课程体系课程体系 教学方法教学方法 课程展望课程展望主要内容主要内容知识讲解知识讲解 知识传授、能力提高、素质培养。知识传授、能力提高、素质培养。定义、性质、举例定义、性质、举例 问题提出、问题分析、问题提出、问题分析、问题解决、问题解决、问题延伸。问题延伸。公式推导、计算技巧公式推导、计算技巧 数学概念、物理概念、数学概念、物理概念、工程概念。工程概念。教学方法教学方法 在理论教学中，注重知识的在

20、理论教学中，注重知识的呈现方式呈现方式，按照认知，按照认知规律开展教学。知识点之间有承上启下的描述，内容规律开展教学。知识点之间有承上启下的描述，内容有由此及彼的归纳。从数学概念来抽象定义，从物理有由此及彼的归纳。从数学概念来抽象定义，从物理概念来阐述性质，从工程概念来拓展应用。概念来阐述性质，从工程概念来拓展应用。以教学内容为载体，以教学内容为载体，努力实现在传授学生知识努力实现在传授学生知识的同时，提高其自主学习能力和自主探究能力。的同时，提高其自主学习能力和自主探究能力。教学方法教学方法 整体介绍四种信号的频谱有何利弊整体介绍四种信号的频谱有何利弊?抽样定理如何引入与论证？抽样定理如何引

21、入与论证？如何看待如何看待DFTDFT的作用的作用?如何分析如何分析FFTFFT算法算法?如何介绍数字滤波器设计？如何介绍数字滤波器设计？如何引入某些新内容？如何引入某些新内容？教学方法教学方法1.1.连续时间信号连续时间信号连续时间信号连续时间信号(周期为周期为周期为周期为T T0 0)2.2.连续时间非周期信号连续时间非周期信号连续时间非周期信号连续时间非周期信号3.3.离散非周期信号离散非周期信号离散非周期信号离散非周期信号4.4.离散周期信号离散周期信号离散周期信号离散周期信号(周期为周期为周期为周期为N N)整体介绍四种信号的频谱有何利弊?从信号表示的角度引入从信号表示的角度引入Fo

22、urier变换变换（数学概念），其性质揭示了信号时域与频域（数学概念），其性质揭示了信号时域与频域之间的内在联系（物理概念）。之间的内在联系（物理概念）。抽样定理如何引入与论证？什么是信号抽样什么是信号抽样?为什么进行抽样为什么进行抽样?抽样定理的理论推导抽样定理的理论推导 抽样定理内容及其应用抽样定理内容及其应用体现信号的时域与频域之间的对应关系，从信号频域分析应用的角度展开信号抽样模型信号抽样模型抽样定理的论证抽样定理的论证?连续信号连续信号连续信号连续信号x x(t t)的频谱为的频谱为的频谱为的频谱为X X(j(j)，离散序列离散序列离散序列离散序列x x k k 频谱为频谱为频谱为频

23、谱为 X X(e(ej jW WW W)抽样定理的论证抽样定理的论证若连续信号若连续信号若连续信号若连续信号x x(t t)与与与与离散序列离散序列离散序列离散序列x x k k 时域关系为时域关系为时域关系为时域关系为其中：其中：其中：其中：T T 为抽样间隔，为抽样间隔，为抽样间隔，为抽样间隔，w w w wsamsam=2=2p p p p /T T为抽样角频率为抽样角频率为抽样角频率为抽样角频率则两者在频域存在以下关系则两者在频域存在以下关系则两者在频域存在以下关系则两者在频域存在以下关系 抽样定理的内涵抽样定理的内涵核心：信号时核心：信号时核心：信号时核心：信号时域的域的域的域的离散

24、化导致其频域的周期化离散化导致其频域的周期化离散化导致其频域的周期化离散化导致其频域的周期化带限信号抽样定理的描述带限信号抽样定理的描述对于对于带限信号带限信号x(t)，信号时域抽样定理可描述为，信号时域抽样定理可描述为fsam=2fm 为最小抽样频率，称为为最小抽样频率，称为Nyquist Rate.若抽样间隔若抽样间隔T满足下列约束条件，则可由抽样序满足下列约束条件，则可由抽样序列表示原连续信号。列表示原连续信号。fsam 2fm （或（或sam 2 m）fm为信号最高频率为信号最高频率如何看待DFT的作用?l信号的信号的Fourier变换变换从理论上从理论上解决了如何从时域映射到频域。解

25、决了如何从时域映射到频域。l而而DFT解决了利用解决了利用数字化方法数字化方法实现信号的频谱分析！实现信号的频谱分析！DFT分析信号频谱的基本思想分析信号频谱的基本思想 利用信号利用信号Fourier变换具有的信号变换具有的信号时域时域时域时域与与频域频域频域频域之间的内在关系，建立信号的之间的内在关系，建立信号的DFT与四种信号频与四种信号频谱之间的关系。谱之间的关系。时域时域时域时域的离散化的离散化的离散化的离散化时域时域时域时域的周期化的周期化的周期化的周期化频域频域频域频域周期化周期化周期化周期化频域频域频域频域离散化离散化离散化离散化时域抽样定理频域抽样定理时域抽样定理和频域抽样定理

26、为DFT奠定了理论基础如何看待DFT的作用?四种信号的时域与频域对应关系四种信号的时域与频域对应关系 CTFTCTFTCFSCFSDTFTDTFTDFSDFS如何介绍FFT算法?l 介绍FFT算法的重要作用l 介绍FFT算法的基本思想lDFT解决了利用解决了利用数字化方法实现数字化方法实现 信号的频谱分析。信号的频谱分析。l但但DFT计算效率极其低，计算效率极其低，无法满足无法满足实时性实时性的要求。的要求。lFFT解决了解决了DFT计算的计算的有效性，有效性，为为DFT的实际应用铺平了道路。的实际应用铺平了道路。FFT算法的基本思想算法的基本思想1.1.将将将将长序列长序列长序列长序列DFT

27、DFT分解为分解为分解为分解为短序列短序列短序列短序列的的的的DFTDFT2.在由短序列的在由短序列的在由短序列的在由短序列的DFTDFT表示长序列的表示长序列的表示长序列的表示长序列的DFTDFT过程中过程中过程中过程中,3.利用旋转因子利用旋转因子利用旋转因子利用旋转因子 的的的的周期性周期性周期性周期性、对称性对称性对称性对称性、可约性可约性可约性可约性。如何介绍FFT算法?基基2时间抽取时间抽取FFT算法的基本关系算法的基本关系基基3时间抽取时间抽取FFT算法的基本关系算法的基本关系基基4时间抽取时间抽取FFT算法的基本关系算法的基本关系利用利用FFTFFT算法的思想，算法的思想，从具

28、体到一般，从具体到一般，为学习其他快速算法为学习其他快速算法如何介绍FFT算法?如何介绍数字滤波器的设计？利用系统的频域分析和系统函数的利用系统的频域分析和系统函数的基本理论，根据基本理论，根据IIR和和FIR数字滤波器的数字滤波器的特性和系统函数的特点，介绍特性和系统函数的特点，介绍IIR和和FIR数字滤波器设计的基本方法，以及它们数字滤波器设计的基本方法，以及它们的适用范围。的适用范围。l基于模拟滤波器设计IIR数字滤波器（BW，CB，C型AF的引入）l基于线性相位约束条件设计FIR数字滤波器（窗口法和优化设计方法）IIR数字滤波器设计的基本方法数字滤波器设计的基本方法W Wp,W Wsw

29、 wp,w wsH(s)H(z)频率频率变换变换设计模拟设计模拟滤波器滤波器脉冲响应脉冲响应不变法不变法双线性双线性变换法变换法w wp,w wsH(s)频率频率变换变换设计原型设计原型低通滤波器低通滤波器复频率复频率变换变换BW，CB，C三个低通模板如何介绍数字滤波器的设计？如何引入信号的时频分析和小波变换？从信号从信号从信号从信号小波小波(wavelet)变换变换的应用展现信号的应用展现信号的应用展现信号的应用展现信号时频分析的魅力。时频分析的魅力。时频分析的魅力。时频分析的魅力。从信号表示的角度阐述信号从信号表示的角度阐述信号时频分析时频分析的数学的数学概念、物理概念、工程概念。概念、物

30、理概念、工程概念。从信号的从信号的Fourier变换、信号的短时变换、信号的短时Fourier变换的不足，引入信号的变换的不足，引入信号的Wavelet变换变换。信号的频域分析不适合于信号的频域分析不适合于非平稳信号非平稳信号非平稳信号非平稳信号，信号的时频分析成为必然。信号的时频分析成为必然。如何引入信号的时频分析和小波变换？为小波展开系数为小波展开系数，称为信号，称为信号x(t)的的离离离离散小波变换散小波变换散小波变换散小波变换(Discrete Wavelet TransformDiscrete Wavelet Transform,DWT DWT)。其中：其中：x(t)的小波展开式称为

31、的小波展开式称为离散小波反变换离散小波反变换离散小波反变换离散小波反变换 IDWTIDWT。若若基函数基函数基函数基函数为小波信号为小波信号y y j,k(t)，则信号的小波表示为，则信号的小波表示为如何引入信号的时频分析和小波变换？如何引入信号的时频分析和小波变换？1024点的原始信号 512点重建的信号(2:1压缩)256点重建的信号(4:1压缩)128点重建的信号(8:1压缩)64点重建的信号(16:1压缩)32点重建的信号(32:1压缩)如何引入信号的时频分析和小波变换？在信号处理实验教学方面在信号处理实验教学方面 仿真实验主要侧重分析和解决问题的原理及方法仿真实验主要侧重分析和解决问

32、题的原理及方法 DSPDSP技术实验侧重仿真分析基础上的软硬件实现技术实验侧重仿真分析基础上的软硬件实现 以实验内容为载体，掌握以实验内容为载体，掌握DSPDSP系统资源的开发利用系统资源的开发利用 淡化淡化DSPDSP芯片的底层细节，突出芯片的底层细节，突出DSPDSP的工作机理的工作机理 实验内容面向学科专业及工程实际，激发学习兴趣实验内容面向学科专业及工程实际，激发学习兴趣教学方法教学方法CCS的应用定时器的开发D/A的开发利用A/D、D/A的利用A/D、D/A、DMA、内部函数的利用A/D、D/A、DMA、内部函数、内存管理的综合利用DSPDSP系统课程设计系统课程设计教学方法教学方法

33、A/DDMATimerCPUD/ADMAMEMDSP实验系统的主要资源教学方法教学方法 为了提高实验教学效果，提出为了提高实验教学效果，提出“三个转变三个转变三个转变三个转变”的实验教学思想，形成以学生为中心的实验教学的实验教学思想，形成以学生为中心的实验教学模式，突出学生探索精神和创新意识的培养。模式，突出学生探索精神和创新意识的培养。vv 转变转变转变转变实验实验实验实验辅导解答辅导解答辅导解答辅导解答为实验为实验为实验为实验引导启发引导启发引导启发引导启发vv 转变转变转变转变面向面向面向面向实验结果实验结果实验结果实验结果为面向为面向为面向为面向实验过程实验过程实验过程实验过程vv 转

34、变转变转变转变实验实验实验实验单一模式单一模式单一模式单一模式为实验为实验为实验为实验多元模式多元模式多元模式多元模式教学方法教学方法 为了提高课程教学效果，促进学生在知识、为了提高课程教学效果，促进学生在知识、能力和素质上的协调发展，积极开展能力和素质上的协调发展，积极开展双语教学双语教学和和研研究性教学究性教学的探索，激发学生的学习兴趣，提高学生的探索，激发学生的学习兴趣，提高学生自主性学习与自主性研究能力，以及外语运用能力。自主性学习与自主性研究能力，以及外语运用能力。教学方法教学方法利用利用DFTDFT分析模拟信号频谱的探究：分析模拟信号频谱的探究：x x(t t)-x-x k k -

35、x-x k k w w k k -X X m m 抽样抽样 加窗加窗 DFTDFT思考题：思考题：思考题：思考题：(1)(1)x x(t t)可由可由Fourier Fourier 变换的定义直接求变换的定义直接求 X X(j jw w),为何利用为何利用DFTDFT来分析？来分析？(2)(2)利用利用DFTDFT分析模拟信号分析模拟信号 x x(t t)的频谱的过程中会的频谱的过程中会 出现哪些主要误差，如何改善？出现哪些主要误差，如何改善？教学方法教学方法信号滤波问题的探究信号滤波问题的探究：在语音信号中混有噪声，信噪比为在语音信号中混有噪声，信噪比为3db3db。试。试滤滤除该除该语音信

36、号中的噪声语音信号中的噪声。涉及信号谱分析、滤波器类型和参数选择、滤波器设涉及信号谱分析、滤波器类型和参数选择、滤波器设涉及信号谱分析、滤波器类型和参数选择、滤波器设涉及信号谱分析、滤波器类型和参数选择、滤波器设计与应用，计与应用，计与应用，计与应用，FIRFIR，IIRIIR，基于基于基于基于DWTDWT？教学方法教学方法思考题：思考题：思考题：思考题：(1)(1)若连续时间信号若连续时间信号 x x(t t)的最高频率未知，如何确定的最高频率未知，如何确定 信号的抽样间隔信号的抽样间隔T T？(2)(2)非带限信号抽样不失真条件是否也必须满足非带限信号抽样不失真条件是否也必须满足f fs

37、s22f fm m？(3)(3)比较非带限信号抽样过程中的混叠误差与截断误差？比较非带限信号抽样过程中的混叠误差与截断误差？x x(t t)抗混低通抗混低通A/Dx x1 1(t t)x x1 1(kTkT)时域抽样问题的探究时域抽样问题的探究教学方法教学方法抽样频率抽样频率f fs s=44,100 Hz=44,100 Hz抽样频率抽样频率f fs s=5,512 Hz=5,512 Hz抽样频率抽样频率f fs s=5,512 Hz,=5,512 Hz,抽样前对信号进行了抗混滤波抽样前对信号进行了抗混滤波教学方法教学方法工程实际应用问题的探究工程实际应用问题的探究：如何将男生的语音信号转换为

38、女生的语音信号？如何将年轻人语音信号转换为老年人语音信号？涉及信号谱分析、特征提取、算法实现等涉及信号谱分析、特征提取、算法实现等涉及信号谱分析、特征提取、算法实现等涉及信号谱分析、特征提取、算法实现等教学方法教学方法 历史沿革历史沿革 教学目标教学目标 课程体系课程体系 教学方法教学方法 课程展望课程展望主要内容主要内容厚理博术，践实笃行 信号处理课群是电气信息类学科专业重要的基信号处理课群是电气信息类学科专业重要的基础课程，具有理论性和技术性都很强的特点，其对础课程，具有理论性和技术性都很强的特点，其对促进学生在知识、能力和素质方面的协调发展具有促进学生在知识、能力和素质方面的协调发展具有

39、重要作用。信号处理技术也是重要作用。信号处理技术也是信息技术信息技术(IT)(IT)的核心的核心内容。内容。课程展望课程展望厚理博术厚理博术 厚理博术的内涵是既要具有深厚的理论，又要厚理博术的内涵是既要具有深厚的理论，又要掌握系统的方法与技术。掌握系统的方法与技术。信号处理课群是电气信息类专业重要的学科信号处理课群是电气信息类专业重要的学科基础课程，涉及许多重要的理论和技术，其为学生基础课程，涉及许多重要的理论和技术，其为学生未来的专业学习和科学研究奠定了重要的基础，对未来的专业学习和科学研究奠定了重要的基础，对学生的知识和能力也具有深远的影响。学生的知识和能力也具有深远的影响。课程展望课程展

40、望践实笃行践实笃行 践实笃行的内涵是要注重实践，不断践行所学践实笃行的内涵是要注重实践，不断践行所学知识，提高实践能力和创新能力，形成理论与实践知识，提高实践能力和创新能力，形成理论与实践的相互促进。的相互促进。信号处理课群涵盖理论课程和实践课程，信号处理课群涵盖理论课程和实践课程，两者存在内在的密切联系。理论为实践提供了分析两者存在内在的密切联系。理论为实践提供了分析和解决问题的科学依据；实践可以加强学生对理论和解决问题的科学依据；实践可以加强学生对理论的深刻理解和技术的综合运用。的深刻理解和技术的综合运用。课程展望课程展望厚理博术，践实笃行经典理论、近代理论、现代理论有机结合经典理论、近代理论、现代理论有机结合仿真技术、硬件技术、集成技术有机结合仿真技术、硬件技术、集成技术有机结合理论教学、实践教学、自主探究有机结合理论教学、实践教学、自主探究有机结合知识传授、能力提高、素质培养有机结合知识传授、能力提高、素质培养有机结合课程展望课程展望谢 谢！