第0章_数字信号处理绪论

第0章 绪 论 章
2. 本课程与其它课程的联系
《工程数学》 工程数学》 《数字电路》 数字电路》 《微机原理》 微机原理》 《信号与系统》 信号与系统》 语言》 《MATLAB语言》 语言
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3. 课程内容
52学时授课＋12学时实验 学时授课＋ 学时实验 学时授课
考核方式
学分： 学分：4 闭卷考试 闭卷考试 总成绩＝ ％平时成绩＋ ％实验成绩＋ ％ 总成绩＝20％平时成绩＋10％实验成绩＋70％试卷成绩
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1. 本课程的性质及作用
数字信号处理是电子、通信、信息、自 数字信号处理是电子、通信、信息、 动化类专业的一门专业基础课。 动化类专业的一门专业基础课。它的任务是 使学生掌握离散时间信号和系统的基本理论、 使学生掌握离散时间信号和系统的基本理论、 离散时间信号和系统 基本概念与基本分析方法以及FFT、数字滤 基本概念与基本分析方法以及 以及 、 波器等数字信号处理技术， 波器等数字信号处理技术，了解并学会使用 技术 现代设计、分析、开发、仿真与实验工具。 现代设计、分析、开发、仿真与实验工具。 工具
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绪
论
模拟高通滤波器与数字高通滤波器的比较
x(n)
xa (t )
y (n)
ya (t )
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绪
二、数字信号处理的实现方法
论
软件实现方法、硬件实现方法、 软件实现方法、硬件实现方法、软硬结合实现方法
软件实现方法：按照原理和算法， 软件实现方法：按照原理和算法，自己编写程序或者采用现成的程序在通 用计算机上实现。 用计算机上实现。 硬件实现方法：按照具体的要求和算法，设计硬件结构图，用乘法器、 硬件实现方法：按照具体的要求和算法，设计硬件结构图，用乘法器、加 法器、延时器、控制器、存储器以及输入输出接口部件等硬件组成系统来 法器、延时器、控制器、 实现。 实现。 软硬结合实现方法：用单片机实现。 软硬结合实现方法：用单片机实现。
&
Smart bomb
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应用： 应用：Pattern recognition
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应用： 应用：Fingerprint distinguish
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5、信号分析基本方法
幅度连续 时间连续 时间离散 幅度离散
模拟信号 时域离散信号
幅度离散信号 数字信号
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绪
一、数字信号处理的基本概念 信号处理的方式： 信号处理的方式：
论
模拟信号处理则是通过一些模拟器件组成系统， 模拟信号处理则是通过一些模拟器件组成系统，利 用系统自身具备的功能完成对信号的处理。 用系统自身具备的功能完成对信号的处理。 数字信号处理是采用数值计算的方法，完成对信号 数字信号处理是采用数值计算的方法， 的处理。 的处理。 在系统中增加数模转换器和模数转换器，使得数字 在系统中增加数模转换器和模数转换器， 信号处理系统可以处理模拟信号， 信号处理系统可以处理模拟信号，模拟信号处理系统可 以处理数字信号。 以处理数字信号。 数字信号处理 是 “算” 出来的 模拟信号处理 是 “电” 出来的
图象处理: (5). 图象处理: 边沿检测
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图像
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应用：图象处理（II） 应用：图象处理（II）
边沿检测原理： 边沿检测原理： 边沿信号x[n]: 边沿信号 边沿检测滤波器h[n]: 边沿检测滤波器
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应用： 应用：DSP Solution
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绪
数字信号处理芯片
论
TI(Texas Instruments)的TMS320系列 的 系列 AD(Advance Device)的ADSP系列 的 系列
通用DSP 通用
Lucent的DSP系列 的 系列 Motorola的DSP系列 的 系列
专用DSP 专用
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绪
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பைடு நூலகம்
应用： 应用：DVD(Digital Video Disc)
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消费电子
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工业控制与自动化—Robot 工业控制与自动化
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工业控制与自动化
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医疗
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应用： 应用：Simulator of airplane
6. 参考书
Paulo S. R. Diniz 等 国外电子与通信教材系列 《数字信号处理－系统分析与设计》 数字信号处理－系统分析与设计》 （英文版） 英文版） 电子工业出版社 2002年11月 年 月
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6. 参考书
邓立新 曹雪虹 张玲华 《数字信号处理－学习辅导及习题详解》 数字信号处理－学习辅导及习题详解》 电子工业出版社 2003年1 月 年
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绪
4、数字信号处理的应用
论
滤波 通信 语音 图像 军事
消费电子 仪器 工业控制与自动化 医疗
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六、DSP的应用 DSP的应用
(1). 滤波 滤波——选频滤波 选频滤波 e.g.:多正弦信号： 多正弦信号： 多正弦信号
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应用：语音处理
(2). 语音处理
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应用： 应用：Digital Camera
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应用：HDTV--High 应用：HDTV--High Definition TV --
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应用： 应用：PDP (Plasma Display) TV
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应用： 应用：Home Theater
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6. 参考书
楼顺天 李博菡 的系统分析与设计— 《基于MATLAB的系统分析与设计 基于 的系统分析与设计 信号处理》 信号处理》 西安电子科技大学出版社 2000年4月 年 月
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绪
一、数字信号处理的基本概念 数字信号处理 数字信号处理 信号
论
信号处理的内容： 信号处理的内容 1）数据采集 数据采集 2）对信号进行分析、变换、综合、估值与识别。 对信号进行分析、变换、综合、估值与识别。 对信号进行分析 信号的分类： 信号的分类
应用： 应用：Mobile phone
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应用： 应用：The handset is not only used for voice communication
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通信—IP电话 电话 通信
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应用： 应用：ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
三、数字信号处理的特点
（1）灵活性： ）灵活性：
论
可通过改变数字信号处理系统的参数来改变系统的性能； 可通过改变数字信号处理系统的参数来改变系统的性能；灵活性还表 现在数字系统可以分时复用，用一套数字系统部件分时处理几路信号。 现在数字系统可以分时复用，用一套数字系统部件分时处理几路信号。 （2）高精度： ）高精度： 数字系统的特性不受环境变化而变化，计算精度是模拟系统所无法相 数字系统的特性不受环境变化而变化， 比的，运算位数由 位提高到 位提高到16、 、 位 比的，运算位数由8位提高到 、32、64位。 （3）便于集成： ）便于集成： 数字部件具有高度的规范性，容易大规模集成和大规模生产，数字系 数字部件具有高度的规范性，容易大规模集成和大规模生产， 统体积小、重量轻、可靠性强。 统体积小、重量轻、可靠性强。 （4）超越模拟系统： ）超越模拟系统： 数字信号可以存储、进行复杂的变换和运算， 数字信号可以存储、进行复杂的变换和运算，可以实现模拟系统无法 实现的诸多功能，获得高性能指标。 实现的诸多功能，获得高性能指标。
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应用： 应用：GPS(Global Position System)
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应用： 应用：Radar/Sonar
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军事—数字化战争 军事 数字化战争
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军事—侦察卫星 军事 侦察卫星
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应用： 应用：Cruise missile
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要求
在课堂上的要求： 在课堂上的要求： 出勤率的要求： 出勤率的要求： 对作业的要求： 对作业的要求： 实验要求： 实验要求：
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6. 参考书
程佩青 《数字信号处理教程》 （第三版） 数字信号处理教程》 第三版） 清华大学出版社 2007年2 月 年
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软件实现灵活，但速度慢，达不到实时处理要求； 软件实现灵活，但速度慢，达不到实时处理要求； 硬件实现速度快，但是不够灵活。 硬件实现速度快，但是不够灵活。
采用专用的数字信号处理芯片（ 采用专用的数字信号处理芯片（DSP）是目前发展最快、应用最广的 ）是目前发展最快、 一种方法。它内部配有乘法器和累加器， 一种方法。它内部配有乘法器和累加器，结构上采用流水线工作方式以及 并行结构、多总线，且配有适合数字信号处理的指令， 并行结构、多总线，且配有适合数字信号处理的指令，这种产品已经进入 市场，速度高、体积小、性能优良，价格也在不断下降。 市场，速度高、体积小、性能优良，价格也在不断下降。
均衡; 均衡 编码与压缩 多声道模拟、 多声道模拟、混响效果
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应用： 应用：信号预测
(3). 信号预测
ˆ 从x[0], x[1], L, x[n ]预测x[n + 1]的值
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应用：信号传送(I) 应用：信号传送(I)
(4). 语音传输
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应用：图象处理（ 应用：图象处理（I）