绪论-一、信号处理与数字信号系统-数字信号处理课件.ppt

按信号载体的物理特征，可分为电、磁、按信号载体的物理特征，可分为电、磁、光、机械、热、声音等；光、机械、热、声音等；按信号中的自变量的数目分：按信号中的自变量的数目分：一维信号：如语言和音乐一维信号：如语言和音乐二维信号：如黑白照片或地形图，二维信号：如黑白照片或地形图，三维信号：如黑白电视图象三维信号：如黑白电视图象一、信号处理与数字信号系统一、信号处理与数字信号系统 能量信号能量信号 功率信号功率信号变化规律变化规律 确定信号确定信号 随机信号随机信号信信号号的的分分类类数字信号（数字信号（Digital Signal）：）：自变量和因变量均离散取值自变量和因变量均离散取值(因变量的离散为数字信号因变量的离散为数字信号)信号的分类信号的分类按信号中自变量和因变量的取值特点分按信号中自变量和因变量的取值特点分连续时间（连续时间（Continuous-TimeCT）信号：）信号：自变量和因变量均连续取值自变量和因变量均连续取值,(自变量的连续称为连续时自变量的连续称为连续时间，因变量的连续称为模拟信号间，因变量的连续称为模拟信号)离散时间（离散时间（Discrete-TimeDT）信号：）信号：自变量离散，因变量仍连续取值自变量离散，因变量仍连续取值信号处理信号处理前置预滤波器A/D变换器数字信号处理器D/A变换器模拟滤波器y(n)y(t)限于线性时不变系统理论，并假设信号及背景是限于线性时不变系统理论，并假设信号及背景是高斯平高斯平稳稳的，信号的分析基于二阶矩。的，信号的分析基于二阶矩。自适应滤波自适应滤波 离散小波变换离散小波变换 高阶矩分析高阶矩分析 信号盲处理信号盲处理 分形、分形、混沌理论混沌理论 随机信号处理，现代信号处理，统计信号处理随机信号处理，现代信号处理，统计信号处理数字信号处理数字信号处理因变量因变量x的量化：的量化：采样与量化采样与量化T为采样周期为采样周期自变量的等间隔采样，自变量的等间隔采样，t=nT,n=0,1,设量化步长为设量化步长为x，则量化公式为，则量化公式为数字信号处理系统数字信号处理系统1）DSP的起源与数学准备二 数字信号处理的发展简史与发展趋势 (1)由简单的运算走向复杂的运算，目前几十位由简单的运算走向复杂的运算，目前几十位乘几十位的全并行乘法器可以在数十纳秒的时乘几十位的全并行乘法器可以在数十纳秒的时间内完成一次浮点乘法运算间内完成一次浮点乘法运算DSP发展特点发展特点(2)由低频走向高频，模数转换器的采样频率已由低频走向高频，模数转换器的采样频率已高达数百兆赫，可以将视频甚至更高频率的信高达数百兆赫，可以将视频甚至更高频率的信号数字化后送入计算机处理号数字化后送入计算机处理；(3)(3)由一维走向多维，像高分辨率彩色电视、雷由一维走向多维，像高分辨率彩色电视、雷达、石油勘探等多维信号处理的应用领域已与数达、石油勘探等多维信号处理的应用领域已与数字信号处理结下字信号处理结下了不解之缘。了不解之缘。模拟系统的优势1、实时性（实时性（Real-Time ProcessingReal-Time Processing）：）：模拟系统：除去电路延时，系统的处理速度模拟系统：除去电路延时，系统的处理速度具有实时性。具有实时性。数字系统：由处理器速度决定。数字系统：由处理器速度决定。2 2、能够处理超高频信号：、能够处理超高频信号：模拟系统：能够处理微波、光信号等。模拟系统：能够处理微波、光信号等。数字系统：根据数字系统：根据NyquistNyquist准则，处理速度受限准则，处理速度受限于最低采样频率于最低采样频率,A/D,A/D 和处理器速度和处理器速度.2.2.与其它学科密切相连 与最优控制、通信理论、故障诊断、计算机、微电子技术不可分，又是人工智能、模式识别、神经网络等新兴学科的理论基础之一。三、本课程概貌的说明三、本课程概貌的说明 1.理论基础 微积分，复变函数、信号与系统 与信号与系统的关系，随机信号分析的关系与信号与系统的关系，随机信号分析的关系 本课程侧重点是如何在计算机实现信号处理本课程侧重点是如何在计算机实现信号处理1.1.信号的采集信号的采集 实现信号的数字化，包括取样、量化。实现信号的数字化，包括取样、量化。2.2.信号的分析信号的分析 信号描述与运算，各种变换，时、频域分析。信号描述与运算，各种变换，时、频域分析。3.3.系统分析系统分析 线性时（移）不变因果系统线性时（移）不变因果系统4.4.快速算法快速算法 FFT,FFT,5.5.数字滤波技术数字滤波技术(1)IIR(1)IIR数字滤波器的分析与设计；数字滤波器的分析与设计；(2)FIR(2)FIR数字滤波器的分析与设计。数字滤波器的分析与设计。三、本课程概貌的说明三、本课程概貌的说明