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文档简介
信息工程学科导论II电气与新能源学院电子工程系主讲:万钧力1一、“导论”课背景二、“导论”课的教学内容与教学思想三、电子信息工程专业规范第一讲、导论课与专业规范2一“导论”课背景1,学生的困惑2,当前的“导论”课状况3,电子信息科学技术的发展导致专业融合4,电子信息科学技术的学科领域交叉5,学科领域与产业的交叉6,“导论”课的教学目标3456789101112131415二、“导论”课的教学内容与教学思想1,学科定位2,主要知识领域定位3,以知识领域为背景侧重介绍应用4,介绍未来的发展走向161718192021三、电子信息科学与工程类本科专业
指导性专业规范(试行)1、专业规范研制背景和指导思想2、电子信息科学与工程类专业的历史和现状3、电子信息工程的知识结构体系221、专业规范研制背景和指导思想教育部立项研究课题。2010年8月正式出版。涵盖电子信息工程(电子信息科学与技术)和通信工程两个本科指导性专业规范。为不同类型学校的相关专业建立自己的课程体系提供指导。232、电子信息科学与工程类专业的历史和现状1998年电子信息工程专业在国家指导下,将原来的十一个专业合并为一个专业:电子工程、应用电子技术、信息工程、电磁场与微波技术、广播电视工程、电子信息工程、无线电技术与信息技术、电子与信息技术、摄影测量与遥感(部分)、公共安全图像技术原来由理科院校的无线电物理学、电子学与信息系统和信息与电子科学等专业调整而来的电子信息科学与技术已经淡化了理工的差别,而通信工程和(电子)信息工程的专业内涵相互交融,通信工程侧重于通信系统和网络方面的技术,电子信息工程则更侧重于信息系统方面的技术。电子信息工程与通信工程、电子信息科学与技术是紧密结合的,具有很强的共源性和相互依赖性。243、电子信息工程的知识结构体系综合教育课程专业方向课程学科基础平台课程通识教育课程专业知识结构体系三个平台253、电子信息工程的知识结构体系规范了学科基础的知识领域和核心知识单元,对“电磁场与电磁波”等知识单元明确为核心知识单元。给出了相关知识领域的可选知识单元,供各校选择。对于核心知识单元给出了他们的基本知识点和可选知识点。学科基础263、电子信息工程的知识结构体系计算机知识领域电磁场知识领域学科基础知识结构体系信号系统与控制知识领域电路与电子学知识领域电路分析基础模拟电子技术数字电路与数字逻辑通信电子线路VLSI设计基础专用集成电路设计信号与系统自动控制原理数字信号处理随机信号处理计算机基础数字电路与数字逻辑微机原理与接口技术计算机组成原理计算机网络电磁场与电磁波电磁波工程学科基础知识结构体系273、电子信息工程的知识结构体系电路分析基础模拟电子技术专用集成电路设计通信电子电路VLSI设计基础微波电路数字电路与数字逻辑电路与电子学知识领域......283、电子信息工程的知识结构体系信号与系统自动控制原理数字信号处理随机信号处理信号系统与控制知识领域信息论基础293、电子信息工程的知识结构体系电磁场与电磁波微波网络天线技术电磁波工程微波电路与器件电磁场理论知识领域......303、电子信息工程的知识结构体系计算机基础(理工科通识教育)数字电路与数字逻辑微机原理与接口技术操作系统计算机组成原理单片机与嵌入式系统数据库计算机网络DSP处理器数据结构计算机知识领域313、电子信息工程的知识结构体系规范了学科基础实验的基本内容和可选内容。给出了最低学时要求。给出了工程设计实验的要求。应用两个以上知识单元的相关知识,设计一个具有一定功能的电子系统。要求至少3学分。给出工程设计实验的参考实例。明确创新训练为自主教育的重要组成部分,包括参加各类学科竞赛,如数学建模、电子设计竞赛、EDA竞赛、挑战杯竞赛等课外活动。实践环节323、电子信息工程的知识结构体系竞赛创新训练等实践教育所属知识领域实验单元或环节技能点实践教学知识结构体系333、电子信息工程的知识结构体系毕业设计(论文)基本规范在毕业设计(论文)的选题要求。
选题范围、选题内容、任务书毕业设计(论文)的主要环节要求。
选题、开题报告、中期检查、撰写毕业设计报告(论文)、评阅、答辩毕业设计(论文)相关文档。
毕业设计报告、任务书、开题报告和中期检查材料、评阅和答辩材料以及成绩。毕业设计的时间和学分要求。
至少为8周,学分不得低于8学分。343、电子信息工程的知识结构体系给出了十二个典型的专业方向:信号与信息处理、通信工程、多媒体信息处理、雷达系统、光信息处理、测控系统、导航系统、微电子电路系统、广播电视工程、网络工程、信息安全、电子测量。对信号与信息处理和通信工程两个专业方向给出了知识体系描述,包括核心知识单元和知识点。专业方向知识体系
353、电子信息工程的知识结构体系专业方向知识体系
信号与信息处理专业方向图像处理语音信号处理数字信号处理器数字信号处理随机信号处理信息论基础36思考题根据自己对本专业的认识,结合本科人才培养方案,构建自己的专业知识结构体系37第二讲、专业技术与应用一、信息技术慨述二、主要的信息技术三、信息技术应用与信息产业38一、信息技术慨述1、信息科学技术的分类2、电子信息技术的内涵3、电子信息技术体系391、信息科学技术的分类(一),按结构层次分类信息科学技术按结构层次可分为三大类:1)信息基础技术——主要包括新材料新能源、新器件的开发或制造技术,它是整个信息技术的基础。具体有:微电子技术:如集成电路设计、集成电路制造技术:光子技术:如光材料、光器件、光学系统的开发和制造技术光电子技术:如硅半导体材料、金属氧化物、半导体材料,砷化嫁材料的开发和利用技术,半导体光电器件的开发利用技术。401、信息科学技术的分类2)信息系统技术——即有关信获取、传递、处理和控制技术。具体有:·信信获取技术:如传感技术、检测技术等;·信息处理技术:机算机软件和硬件技术:·信息传输技术:网络通信技术、微波通信技术、卫;星通信技术:·信息控制技术:如反馈控制技术、现代控制技术。3)信息应用技术——即有关信息的实际应用技术,即指信息管理、信息控制、信息决策等社会信息应用技术,如:办公自动化、企业管理自动化、电子商务、电子政务等。411、信息科学技术的分类(二)、按应用领域分类信息科学技术按其应用领域可分为两类,即社会信息科学技术和自然信息科学技术,前者称之为管理信息系统,后者称之为工程信息系统。
(1)管理信息系统——管理信息系统是指根据社会信息实施科学管理的信息系统。它是管理科学、系统科学、计算机科学等组合起来的新的边缘科学,它能帮助人们实测国民经济部门或企业的运行情况,能利用过去和现在的信息,预测未来的发展或变化,能从全局出发辅助决策,能利用信息控制国民经济部门或企业的活动,帮助其实现规划目标。管理信息系统一般都由信息数据的输入、输出、传输、存储和加工、处理四部分组成。421、信息科学技术的分类(2),工程信息系统——工程信息系统这里指的是面对自然科学领域的工程信息系统。它是由工程科学、系统科学和计算机科学等组合构成的交叉学科,由于信息科学技术的高速发展,目前工程信息系统分支甚多,如电子信息工程、通信工程、电气工程、自动化、光电工程、生物工程、现场控制、现代检测等等。工程信息系统的发展,帮助人们更好地认识世界和改造世界,推动人类社会的进步。工程信息系统由四大部分组成:·感测技术:即以传感器为感觉器官的现代检测技术:·通信技术:即以计算机网络、电话、电视和卫星为通信工具的信息传输技术:·处理技术:即以机算机为核心的智能信息加工处理技术;·控制技术:即以控制器,调节器为执行机构的反馈自动控制技术。432、电子信息技术的内涵以信息技术为灵魂的电子技术
电子技术
信息技术
以电子技术为实现方法的信息技术
具有广泛应用领域的工程技术
44
其归属:技术科学和应用科学。电子信息技术是研究开发、设计、生产、维护和管理电子信息产品和系统的理论与技术;也是工业实现信息化的技术。电子信息技术的定义:2、电子信息技术的内涵452、电子信息技术的内涵基本电子技术——信号与系统观察技术:电子测量技术——EDA技术:仿真分析与设计技术模拟电路设计与调试数字电路设计与调试(包括FPGA)嵌入式系统应用设计与调试(包括FPGA)数字信号处理应用设计与调试应用算法设计与调试IC应用设计与调试不同应用背景下专门电子技术463、电子信息技术体系47二、主要的信息技术1、信息获取2、信息传输3、信息处理4、信息存储5、信息利用481、信息获取1)语音是人类使用最频繁、使用最多的交流信息的工具。语音获取使用最多。语音获取方法获取的语音波形4磁体线圈纸盒送话器491、信息获取2)图像信息获取方法:光电摄像、CCD成像、红外成像、微波成像、X光医学图像等。光电摄像管CCD成像器件多光谱地面成像照片X光医学图像501、信息获取3)物理参数:如温度、压力、张力、变形、流量(液体或气体)、流速等。采用相应的参数传感器,广泛用于各工业、工程和国防控制系统中。温度传感器压力传感器流量传感器传感器是将物理参数变成电信号。512、信息传输通信系统的模型电话、广播、电视、互联网,都是信息传输系统。也称通信系统。消息:指语音、文字、数据或图像非电信号5252、信息传输单工双工通信系统类型半双工无线集群通信固定电话移动电话广播电视注:广播、电视数字化后,用户可上传信息(如点播节目),但这是利用上传通道(另一通道)实现的。这不叫双工,互联网有类似情况。53信息传输的主要理论编码理论调制理论检测理论在大学“通信原理”课程中讲授信息传输的其他课程详见通信工程专业教学计划提示:信息传输的理论和技术在电子信息科学技术中占有很大比重,但有待优化。移动通信锁相技术程控交换通信系统通信网微波技术及天线通信软件数字视频技术通信系统仿真(等)电视原理2、信息传输54语音信息处理语音数据压缩语音识别语音合成主要用于智能机器人、翻译机和智能玩具等从64千比/秒(固定电话)己降至1.2kbit/s(CDMA移动电话)数字图像处理图像数据压缩图像增强图像复原图像重建图像分割主要用于机器视觉、工业生产监控、公安交通、医疗卫生、资源勘探、武器制导、农业估产、灾害评估等等。(详见第十二章)评:数字图像处理技术己应用十分广泛!3、信息处理55印刷体汉字识别汉字识别联机手写体汉字识别脱机手写体汉字识别手写体汉字识别尚在发展中。用于手机、计算机汉字输入。已较成熟。语义识别(自然语言处理、自然语言理解)基于推理、人工智能;用作不同语言的翻译机。正迅速发展。3、信息处理56信息处理相关课程数字图像处理数字语音处理模式识别与人工智能自然语言理解涉及研究生课程3、信息处理574、信息存储硬盘光盘闪存/SD卡1.5英寸——摄像机中使用。2.5英寸——笔记本电脑使用。3.5英寸——台式机使用。主流硬盘容量为120~500GB,已有1000GB产品。DVD容量:4.7~8.3GB纳米存储器容量可达16GB(USB移动存储器)、SD卡容量更大。21世纪新的存储器件(正大力研究)信息存储器件硬盘光盘USB闪存、SD卡45SD5845、信息利用信息利用能力:信息无处不在,它既存在于网络,也存在于人们的周围。是否善于利用外部信息资源,对外部信息的利用效率与质量,反映了一个人的信息利用能力,它决定了一个人的发展空间与成就大小。网络时代:给信息传播和人们获取信息提供了前所未有的优越条件。网络信息检索是介绍从网络中获取信息的方法。信息利用领域:电子商务、网络经济、远程教育、远程医疗、影视制作、各类信息服务业等。59三、信息技术应用与信息产业
1、电子信息产业及与学科之间的关系2、信号与信息处理技术的主要应用领域3、信息处理的应用举例4、工业信息化的重点行业5、电子信息产业是吸纳就业的重要行业60计算机硬件曙光超级计算机笔记本电脑微电子产业半导体材料集成电路集成电路生产装备固定通信移动通信软件产业通用软件专业软件互联网产品数字家电产业光电子产业电视机摄相机DVD播放机光网络光纤光缆光设备光存储介质激光照明路由器交换机网卡调制解调器集线器信息服务业通信产业卫星通信微波通信信息检索、电子商务和娱乐等1、电子信息产业及与学科之间的关系(一)产业分类61微电子产业通信产业(含专业软件)计算机硬件产业软件产业数字家电产业互联网产品光电子产业信息服务业电子科学与技术信息与通信工程计算机科学与技术光学工程数字媒体技术(新专业)控制科学与工程(二)产业与学科的对应关系学科产业对应1、电子信息产业及与学科之间的关系622、信号与信息处理技术的主要应用领域
633、信息处理的应用举例
语音信息处理:语音识别与理解等
文字理解:手写识别,机器翻译等
中文信息处理:中文语音识别,语音控制打印机,机器主持等
音乐信息处理:音视音乐编辑,音乐压缩等
视觉信息处理:机器视觉,战场监视等
雷达信息处理:目标检测与自动目标识别
多媒体信息处理:多媒体视、听、触机器人系统等64内含信息处理的设备:依次为歼10,神六发射过程,月球车,GPS定位装置,医用CT,潜水艇,手机,摄象机和数码相机。65信息化重点行业4、工业信息化的重点行业数控机床大大提高机床的效能,加工结构复杂、精度要求高的零件,汽车电子每台汽车电子产品占汽车成本的比例:高档轿车将达到50%。含硬件、嵌入式软件平台等。石油化工智能仪表、化工测量分析软件、生产执行动态信息网络等有机组合,构成智能化生产整体。电力行业在线检测仪表、人工智能、机器人、综合管理控制进一步实现全工序无人化自动化生产。电子信息技术66冶金工业在线检测仪表、人工智能、机器人、综合管理控制等,进一步实现全工序无人化自动化生产。煤炭行业网络通信和传感器和检测技术实现瓦斯监控、顶板压力监测、井下煤炭运输系统监控、温度监控、有害气体监控等。纺织行业应用电子信息技术,使生产自动化、智能化和提高生产装备的可靠性装备制造业计算机辅助设计和辅助制造技术向网络化制造发展。建模与仿真的虚拟设计制造实现大型铸、锻、焊及热处理模拟仿真,加快制造进程,提高产品质量。电子信息技术4、工业信息化的重点行业675、电子信息产业是吸纳就业的重要行业随着国民经济和社会信息化水平的逐步提高,电子信息产业对促进就业贡献日益突出。2008年2001年2008年新增就业约55万人,占全国城镇新增就业人数的1/20。68思考题列出两项具体的电子信息技术说明该技术的基本内容及其应用69第三讲专业知识与课程一、电子系统的信号二、信息处理三、专业课70一、电子系统的信号1、信号与信息广义地说,信息就是消息。信号是信息的载体,信息是消息的内容与本质。信息是传输或处理的对象,是包含在信号中的内容或意义,是对信号的不确定性的度量。
听到的声音,看到的景象、照片、表格、文本,闻到的气味,承受的压力,测量到的身高、血压,地震仪记录的波形等等,都可称为信号
电子方式的信号容易产生、存储、处理、变换、传输、控制与显示等71我们常见的信号包括:测量或记录的数据、波形、图像、文本、图形、声音、视频,以及人工由计算机等产生的数据、图像等。当把它们表示成二进制的0-1数码时,又可直接称为信息。因此就处理、加工而言,信号与信息的传统概念可以用广义的信息概念代替。一切物理的和非物理的、自然的与人工的、精神的与物质的领域都普遍存在着上述定义下的信号或信息。在不需要特别区分时,信息都可泛指来自于各种器件、电路、传感器、仪器、系统、计算机、互连网络等的输出。信号的物理意义
信号是反映(或载有)信息的各种物理量。例如:语音信号是时间变量t的函数,静态图象是空间位置x,y的函数信号随自变量变化的函数曲线/曲面称为信号的波形。1、信号与信息72利用不同波长的电磁波与物体的相互作用不同的特性,可获得各种各样的关于对象的多种物理现象的信号,通过分析这些信号可以获得关于对象的更深刻的信息。这就是为什么广泛使用电子电路、电子传感器来探测信号的主要原因。例如:无线电广播使用传输较远、波长较长的电磁波;X光穿透能力强,常用来做医学透视、工业探伤、行李安全检查等。可见光是图像传感器使用的波段,军事上常利用发热物体辐射红外波的特性来探测军事目标。1cm-100cm的电磁波具有很好的传输特性,具有全天时全天候探测的能力,广泛使用在雷达系统中。2、电磁波信号73雷电无线广播移动通信移动电视电视广播雷达辐射卫星广播微波炉电磁环境我们生活在
电磁波的世界74频段Hz30~300k300k~3M3~30M30M~300G300G~300T波段长波中波短波微波红外电磁波地波地波天波直射波光波信号传送铜线平行双线电缆线电缆波导光纤尺寸与波长l<<
l
铜线、电缆、波导的使用已越来越少(仅限于功率信号传送)。大量使用光纤。
电磁波与通信的关系753、听觉信号:语音语音是人类发音器官发出的具有区别意义功能的声音,它是直接地记录思维活动的符号体系,是语言交际工具的声音形式。
图5-6语音信号时域波形及其频谱764、视觉信号:图像
视觉是人类感知信息的重要手段,图像是视觉的基础,人类感知的信息大约80%是通过视觉图像获得的。因此,图像历来成为心理学、生理学、物理学、电子科学、信息科学和计算机科学等诸多领域内的学者们研究视觉感知的有效工具。不管是小到纳米级的生物分子结构检测,还是大如星球的天文图像的超光谱分析;不管是记录子弹穿越玻璃的超高速摄影,还是模拟缓慢的环境变化过程;不管是直观的自然景象照相,还是抽象的思维脑成象模拟;不管是日常的照相、电视,还是尖端技术的深空探测领域;等等;都与数字图像处理密切相关77左边是嫦娥一号卫星传回的第一幅月面图像。右边是第一幅月面图像的飞行效果图。第一幅月面图像就是我们对月球的直观感受和初步认识。4、视觉信号:图像
78绘图照片视频图像电视电影图像的多种形式4、视觉信号:图像
79数字图像(Image)
把连续空间的图像,在坐标空间和性质空间都进行离散化,便于计算机进行加工处理,这种离散化的图像就是数字图像。相对于数字图像,其它的图像都认为是模拟图像。数字图像是模拟图像在计算机中的表现形式,两者之间可以转换。例如:模拟图像
数字图像数字图像
模拟图像扫描仪打印机4、视觉信号:图像
80数字图像与模拟图像相比,有以下几个方面的特点:①灵活性方面。对模拟图像处理,只能进行简单的放大、缩小等,而数字图像的处理方式非常精确、灵活,可以进行变形、改变亮度、色度、添加滤镜等效果。②传输性方面。模拟图像以实物为载体,传输相对困难,而数字图像以数字信息为载体,传输相对较快。③再现性方面。模拟图像不易保存,时间长了会有所变化;而数字图像不会因为保存、传输或复制而产生图像质量上的变化。④观看性方面。数字图像必须借助播放设备才能观看。有些模拟图像需要借助播放设备才能观看,如录像带、电影片等;有些不需要借助播放设备就能直接观看,如课本上的图像、照片等,能直接观看。4、视觉信号:图像
81(一)计算机操作的是二进制数码信号二进制数码的信号波形(二)只有数字信号才能精确表示物理量模拟万用表模拟量根据表的指针读数,一般只能精确到三位数。数字万用表二进制数字可表示物理量所要求的精度。目前可精确到10位数以上(对应采用32位二进制数码表示一个数值)。逻辑电路有两个状态,分别对应“1”和“0”,计算机通过逻辑电路实现运算。5、数字信号82二进数码波形实际信号波形受干扰后的波形定时信号再生信号(三)数字信号受干扰后可以再生,消除干扰影响受干扰后的信号经再生定时判决可正确恢复。83(四)数字信号可采用时间复用提高传输效率例如:在闭路电视电缆上,原传一路模拟电视信号的通道内,可以同时传4~8路数字电视节目(由于这涉及较多概念,在《通信原理》课程中才会详细讲授)。(五)数字电路性能稳定可靠,设计、维护、生产方便,体积小,重量轻数字电路高频模拟电路84数字化优点性能稳定、生产方便(五)便于计算机操作(一)传输效率高(四)抗干扰
能力强(三)精确表示物理量(二)85按确定性划分:确定信号与随机信号按连续划分:连续时间信号与离散时间信号,模拟信号与数字信号按周期性划分:周期信号与非周期信号按能量有限性划分:功率有限信号与能量有限信号按变量维数划分:一维信号、二维信号与多维信号等按时变性划分:时变与非时变信号;静止与运动图像,视频图像等按电磁波谱划分:音频信号,光学信号,微波信号,红外信号,可见光信号,超声信号,紫外信号,X与咖玛射线信号等按应用领域与行业划分:雷达、声纳、电视信号,通信信号,遥感信号,生物医学信号,地震信号等
6、信号的分类86二、信息处理
1、信息处理的概念2、信息处理分类3、信号处理的目的4、常规信息处理与智能信息处理5、常规信息处理6、常规信息处理主要内容与方法7、智能信息处理8、信息处理的发展趋势871、信息处理的概念信息处理的内容十分广泛,包括:放大、去噪、去伪、滤波、排序、分类、聚类、检索、计算、转换、识别、判定、分析、融合、综合等,涉及到信息科学的多个领域,是现代信号处理、人工神经网络、模糊系统理论、进化计算(包括人工智能和知识挖掘)等理论和方法的综合应用。信号处理着重在对原始“消息”即信号在时间和频率域等方面进行的加窗、滤波、相关等加工过程,侧重于波形上采集,降噪,放大或降低,增强,分离等处理。其主要目的是增强信号中的感兴趣部分或削弱信号中的其它部分。
信息处理
通常是指对获取的“消息”即信号进行自动数据处理即加工,而使其成为有用的信息。侧重对内容的理解,如对音乐的理解与欣赏,与主观有关,与智能有关。882、信息处理分类根据对信息进行处理的深浅程度,由浅入深大致可以分为四类:
第一类是简单的数据处理第二类是对信息进行分析、概括和综合第三类的处理方法是通过应用数学模型,经过复杂的计算和推理之后,产生出决策信息。第四类处理信息的程度就更深了,需要使用智能理论和技术89信号增强:放大信号中感兴趣的成分,削弱或去除信号中冗余的和次要的成分(特别是噪声),也就是提高信噪比特征抽取:把信号变成易于进行分析和识别的形式编码解码:把信号变成易于传输、交换与存储的形式(编码),或从编码信号中恢复出原始信号(解码)提高效率:通过先进的计算方法和硬件处理结构提高处理效率,如实时处理3、信号处理的目的904、常规信息处理与智能信息处理,及其区别与联系广义地讲,也可把上述信号与信息处理统称为(广义的)信息处理。从而,可以把(广义的)信息处理分为常规信息处理(主要指信号处理)与智能信息处理两大类。信号处理强调了处理的对象,信息处理强调了处理的目的.表信号处理与信息处理的区别与联系操作对象侧重处理方式处理目的信号处理基于波形对传感信号操作形式波形常规处理提高效率,提高信噪比等性能信息处理基于内容对信息操作内容意义智能处理学习功能获取知识,获得智能91表5-2信息处理的类型智能决策,智能机智能知识5识别,融合,神经网络,AI推理系统智能信息处理知识信息4编码,压缩,信息信息3检测,分类,估计信息信号2滤波,放大,常规信息处理(信号处理)信号信号1举例分类输出输入模式常规信息处理与智能信息处理的区别与联系广义地,信号与信息处理技术又可分为常规信息处理和智能信息处理
常规信息处理主要指前述的信号处理。
智能信息处理主要包括识别、分类、融合、推理、理解等,比较强调处理的目的即从信号中获取新的信息和知识。4、常规信息处理与智能信息处理,及其区别与联系925、常规信息处理1).常规信息处理的发展常规信号与信息处理,主要是针对电子系统而言的。电子系统信息处理几十年来经历了模拟信号处理、简单数字信号处理、可编程数字信号处理、VLSI与并行处理和基于数字计算机的人工智能信息处理等发展历程,现在正在导向以人工神经网络为主导的与模糊逻辑、进化计算、专家系统、混沌和其它常规信号信息处理相结合的综合智能信息处理。2).模拟信号处理
模拟信号处理的发展可追溯到上世纪20年代。模拟信号处理包括:滤波、延时、存贮、有源或无源网络运算3).数字信号处理
数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术,有很多优点,被广泛采用。934)、数字信号处理的步骤模数转换(ADC):把模拟信号变成数字信号,是一个对自变量和幅值同时进行离散化的过程,基本理论采样定理。数字信号处理(DSP):包括变换域分析(如频域变换)、数字滤波、识别、合成等。数模转换(DAC):把经过处理的数字信号还原为模拟信号。通常,这一步并不是必须的。数模转换(DAC):把经过处理的数字信号还原为模拟信号。通常,这一步并不是必须的。94一个由PC机控制的数字信号处理系统原理图
经过低通滤波器LP1后把高于的频率分量滤除掉的模拟信号A;采样器SH按(大于2倍)对A进行采样得到采样序列B模数转换器ADC把B转换成数字量;数字量(2进制码)送数字信号处理器DSP按预先设置的算法完成处理;DSP的数字结果送数模转换器DAC转换成新的模拟信号C最后把模拟输出中高于的频率过滤掉,得到比较光滑的模拟输出D4)、数字信号处理的步骤956、常规信息处理主要内容与方法
1)信号运算
常规运算(线性运算乘除运算)数学运算(微分运算积分运算)波形变换(反转运算时移运算压扩运算)相互运算(卷积运算相关运算)2)信号变换
信号的分析可以在时间或频率域等展开,它们构成了信号的时域或频域分析方法。使用的主要数学工具是Fourier变换。近来,发展了时间-频率联合分析的方法,如小波变换。对于动态图像,则可能存在空间分析,时间分析,频率分析,时间-空间分析,时间-频率分析,空间-频率,以及时间-空间-频率的联合分析。966、常规信息处理主要内容与方法3)信号的谱分析
谱是指信号的某些特征随频率的分布,如幅度谱、相位谱、能量谱功率谱。对谱的研究,不论出于什么目的,谱分析现在在工程领域已成为不可缺少的技术手段。4)特征提取
特征提取就是利用已有特征参数构造一个较低维数的特征空间,将原始特征中蕴含的有用信息映射到少数几个特征上,忽略多余的不相干信息。
信号在时间域-空间域-频率域的耦合关系
97常规信息处理主要内容与方法5)信号检测与估计信号检测与估计是现代信息理论的一个重要分支,是随机信号统计处理的基础。包括最佳检测问题,信号参量的统计估计理论和信号波形的滤波理论,在各种估计准则下估计量的构造和性质,噪声或杂波干扰环境中的检测技术和性能等内容。6)常规信息处理领域重点研究方向信号分析与信号模型信息处理的原理与方法信息处理系统的结构与实现技术信息处理应用系统987、智能信息处理智能信息处理就是模拟人或者自然界其他生物处理信息的行为,建立处理复杂系统信息的理论、算法和系统的方法和技术。1)基于神经元和符号逻辑是两种基本智能信息处理途径实现智能处理的两种主要途径:一类为基于传统数字计算机的智能信息处理即人工智能(AI)信息处理,另一类为基于神经网络计算(N
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