数字信号处理讲义

1、版权所有 违者必究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年元月年元月版权所有 违者必究版权所有 违者必究电子信息类工程师必须具备的基本素养版权所有 违者必究电子信息类专业的考研专业基础课 版权所有 违者必究 版权所有 违者必究数字 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

2、容与学习方法本课程的主要内容与学习方法版权所有 违者必究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：信号处理的数学模型信号处理的数学模型-各种算各种算法法，误差分析，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 用 计 算 机 系 统 、 各 种 单专 用 计 算 机 系 统 、 各 种 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版权所有 违者

3、必究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版权所有 违者必究研究的内容及发展状况研究的内容及发展状况 离散线性时不变系统理论（包括时离散线性时不变系统理论（包括时域、频域、各种变换域）域、频域、各种变换域） 频谱分析（包括有限字长效应）：频谱分析（包括有限字长效应）：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 数字

4、滤波器设计及滤波过程的实现数字滤波器设计及滤波过程的实现（包括有限字长效应）（包括有限字长效应） 时频时频- -信号分析（短时付氏变换）信号分析（短时付氏变换）Short Fourier TransformShort Fourier Transform， 小波变换小波变换(Wavelet Analysis), (Wavelet Analysis), WignerWigner Distribution Distribution 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） 版权所有 违者必究研究的内容及发展状况研究的内容及发展状况非线性信号处理非线

5、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号处理单片机信号处理单片机(DSP)(DSP)及各种专用及各种专用芯片芯片(ASIC)(ASIC)，信号处理系统实现，信号处理系统实现版权所有 违者必究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版权所有 违者必究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（重复性好） 耗电量少耗电量少 成本低成本低版权所有 违者必究DSP的典型应用一的典型应用一通信手机通信手机版权所有 违者必究DSP的典型应用二的典型应用二数字无线电数字无线电版权所有 违者必究DSP的典型应

6、用三的典型应用三雷达雷达版权所有 违者必究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版权所有 违者必究DSP的典型应用五的典型应用五Digital SpeakerDigital Speaker版权所有 违者必究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版权所有 违者必究DSP的典型应用七的典型应用七数字马达数字马达版权所有 违者必究DSP的典型应用八的典型应用八MP3版权所有 违者必究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)版权所有 违者必究DSP

7、DSP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版权所有 违者必究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版权所有 违者必究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版权所有 违者必究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版权所有 违者必究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版权所有 违者必究DSP的典型应用十五的典型应用十五机顶盒机顶盒版权所有 违者必究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本课程作为电子信息类本科生

8、对数字信号处理的一个入门性的课程，将着重讨论离散信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线性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法，这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（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

9、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版权所有 违者必究 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。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版权所有 违者必究主要中外文参考书目主要中外文参考书目1.Alan V.Oppenheim,Ronald1.

10、Alan 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 西安交通大学出版社，西安交通大学出版社，2001.92001.92 2Alan V.Oppenheim,RonaldAlan V.Oppenheim,Ronald W.Schafer, Digital W.Schaf

11、er, Digital Signal Processing, Prentice-Hall,Inc,1975Signal Processing, Prentice-Hall,Inc,19753 3Sanjit K.Mitra,DigitalSanjit K.Mitra,Digital Signal Processing A Signal Processing A Computer-Based Approach,Second edition, Computer-Based Approach,Second edition, McGraw-Hill,2001McGraw-Hill,2001版权所有 违者必究 主要中外文参考书目主要中外文参考书目4 4邹理和邹理和, ,数字信号处理数字信号处理, , 国防工业出版国防工业出版社社,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, ,清华大学出版清华大学出版社社,2001,20017. The MathWorks7. The MathWorks Inc, Signal Processing Inc, Signal Processing Toolbox For Use with MATLAB, Se