数字信号处理第一章可就PDF版本
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r (x,y) u (x,y) = g (x,y)
b (x,y)
r (x,y)
g (x,y)
b (x,y)
重点: 1-D信号的分类
问题1：离散时间信号就是数字信号，对吗？ 问题2：采(抽)样信号是不是数字信号？若不
是，二者有何区别？
2
analog signal (模拟信号)
quantized boxcar signal (量化阶梯信号)
continuous-time signal (连续时间信号)
sampled-data signal (采样信号)
digital signal (数字信号)
discrete-time signal (离散时间信号)
1.2 Typical signal processing operations (典型的信号处理运算)
数 字
与 处
离散傅里叶变换及其快速算法 (DFT、FFT)
理
z变换 (复习)
信来自百度文库
离散余弦变换 (DCT)
号
处
理
滤 波
离散时间系统分析 (时域、变换域)
器
模拟滤波器设计 (低通、高通、带通、带组、反混叠)
分
析
IIR数字滤波器设计 (脉冲不变法、双线性变换法)
与 设
FIR数字滤波器设计 (加窗法、频率取样法、优化法)
号与系统) Chapter 3 Discrete-Time Fourier Transform (离散时间傅里
叶变换)
Chapter 4 Digital Processing of Continuous-Time Signals (连续时间信号的数字处理)
Chapter 5 Finite-Length Discrete Transforms (有限长离散变 换)
Modulated signal (已调信号)
oscillator (振荡器)产生载波信号
4
1.3 Examples of typical signals (典型信号举例)
带噪的语音信号 滤波后的语音信号
Musical Sound Synthesis (音乐声合成)
Wavetable synthesis (波表合成) Spectral modelling synthesis (谱建模合成) Nonlinear synthesis (非线性合成) Physical modelling synthesis (物理建模合成)
1-D signal (一维信号)
discrete-time signal (离散时间信号) s [n]
y
u (x,y) 2-D signal (二维信号)
3-D signal (三维信号) ?
Black-and-white video signal (黑白视频信号)
x
3 channel signal (三通道信号)
低高
带带
陷
多
梳
通通
通阻
波
频
状
滤滤
滤滤
滤
带
滤
波波
波波
波
滤
波
器器
器器
器
波
器
器
1.2.2 Filtering (滤波)
(a) Ideal low-pass filter (理想低通滤波器)
(b) Ideal highpass filter (理想高通滤波器)
(c) Ideal bandpass filter (理想带通滤波器)
计
数字滤波器结构 (直接型、级联型、并联型、格型)
数字滤波器软硬件实现及有限字长效应
Contents of the course (课程内容)
Chapter 1 Signals and Signal Processing (信号和信号处理) Chapter 2 Discrete-Time Signals and Systems (离散时间信
¾ 数字信号处理 —— 基于计算机的方法 (第3版). Sanjit K. Mitra 著, 阔永 红 改编. 电子工业出版社. 2006,3.
¾ 数字信号处理实验指导书 (MATLAB版). Sanjit K. Mitra 著，孙洪等译. 电子工业出版社. 2005, 1.
References
differentiation (微分)
1.2.2 Filtering (滤波)
∫ X ( jΩ) = ∞ x (t ) e− jΩtdt −∞
x (t ) : 连续时间信号
X ( jΩ) ? the spectrum of x(t)，x(t)的频谱
滤波的目的：根据指定的要求改变频谱。
实现滤波运算的系统称为滤波器。
(d) Ideal bandstop filter (理想带阻滤波器)
3
1.2.2 Filtering (滤波) Example of filtering (滤波的例子)
输入信号
f < 80 Hz
f > 150 Hz
80 Hz < f < 150 Hz
f < 80 Hz f > 150 Hz
1.2.3 Multiplexing and Demultiplexing (复用和解复用)
实现)
Chapter 1
Signals and Signal Processing (信号和信号处理)
1
Learning Objectives (学习目标)
Characterization and Classification of Signals (信号的特征与分类)
Typical signal processing operations (典型的信 号处理运算)
Lab3 Discrete-Time Signals : FrequencyDomain Representations (离散时间信号的频域 分析)
Lab 4 Digital Processing of Continuous-Time Signals (连续时间信号的数字处理)
Lab 5 Digital Filter Design (数字滤波器设计) Lab 6 Digital Filter Implementation (数字滤波器
1
32
共32个实时话音数据通道
按固定位置分配时隙，合 成为一定速率的通路上。
12345
……
31 32
Timeslot (时隙)
E1：32路，32×64Kbps＝2.048Mbps T1：24路，24×64Kbps＝1.544Mbps
1.2.4 Signal Generation (信号的产生)
Modulating signal (调制信号)
¾ Richard G. Lyons. Understanding Digital Signal Processing (Second Edition). 机械工业出版社. 2005,1.
¾ 朱光明,程建远,刘保童 等译. 数字信号处理 (原书第2版). 机械工业出版社. 2006,1.
Exam
Chapter 6 z-Transform (z变换) Chapter 8 Digital Filter Structures (数字滤波器的结构) Chapter 9 IIR Digital Filter Design (IIR数字滤波器设计) Chapter 10 FIR Digital Filter Design (FIR数字滤波器设计) Chapter 11 DFT Algorithm Implementation (DFT算法的实现)
Spectra of three low-frequency signals (三个低频信号的频谱)
Spectra of the modulated composite signal (已调混合信号的频谱)
1.2.3 Multiplexing and Demultiplexing (复用和解复用) TDM (time-division multiplexing, 时分复用)
1.4 Why Digital Signal Processing (为什么要进 行数字信号处理)?
a
sample-
and-hold (采样与
保持)
b
c
A/D
converter (模数转
换器)
d
Digital
processor (数字处理
器)
e D/ A
Converter (数模转换
器)
Analog f
Examples of Typical Signals (典型信号举例) Why digital signal processing (为什么要进行数
字信号处理) Implementations of Digital Signal Processing
(数字信号处理的实现)
1.1 Characterization and Classification of Signals (信号的特征与分类)
Simple Time-Domain Operations (时域基 本运算)
Filtering (滤波) Multiplexing and Demultiplexing (复用和
解复用) Signal Generation (信号的产生)
1.2.1 Simple Time-Domain Operations (时域基本运算)
x(t) x(t)
y(t) =αx(t) y(t) = a(t) x(t) aα(t ) α 为正的或负的常数.
scaling (标乘) product (相乘)
y (t) = x(t − t0 )
t0 >0, delay (延时) t0 <0, advance (超前)
x1 (t ) x2 (t )
Digital Signal Processing
(数字信号处理)
朱丽平 通信工程系(理工楼214房间)
zlp6681@sina.com
About the course (关于本课程)
Teaching Material
¾ 数字信号处理 —— 基于计算机的方法 (第三版). Sanjit K. Mitra 著，孙 洪等译. 电子工业出版社. 2006,6.
Exercises and Behavior (作业和平时): 10% Mid-term Exam (期中): 30% Final Exam (期末): 60%
Architecture of the course (课程体系)
信
离散时间信号的时域分析
号 分
离散时间傅里叶变换 (DTFT)
析
连续时间信号的数字处理 (低通采样、带通采样)
(b) output of the S-H circuit (采样保持电路输出信号)
(c) A/D converter output (模数转换输出信号)
(d) output of the digital processor (数字处理器输出信号)
(e) D/A converter output (数模转换信号)
lowpass
filter (模拟低通
滤波器)
Scheme for the digital processing of an analog signal (模拟信号数字处理的方案)
1.4 Why Digital Signal Processing (为什么 要进行数字信号处理)?
(a) analog input signal (模拟输入信号)
y (t ) = x1 (t ) + x2 (t ) addition (相加)
1.2.1 Simple Time-Domain Operations (时域基本运算)
x(t)
∫
x(t)
d
dt
y
(
t
)
=
∫t −∞
x
(τ
)
dτ
integration (积分)
y (t ) = dx (t )
dt
复用：将多个模拟信号或数字数据流合并为一个信号的 过程。
复用器(multiplexer)：完成复用的设备。
解复用：复用的逆过程。 解复用器(demultiplexer)：完成解复用的设备。
问题1：复用有何作用？ 问题2：常见的复用方式有哪几种？
1.2.3 Multiplexing and Demultiplexing (复用和解复用) FDM (frequency-division multiplexing, 频分复用)
Laboratory Using Matlab (Matlab实验)
Lab 1 Discrete-Time Signals : Time-Domain Representations (离散时间信号的时域分析)
Lab 2 Discrete-Time Systems : Time-Domain Representations (离散时间系统的时域分析)
b (x,y)
r (x,y)
g (x,y)
b (x,y)
重点: 1-D信号的分类
问题1：离散时间信号就是数字信号，对吗？ 问题2：采(抽)样信号是不是数字信号？若不
是，二者有何区别？
2
analog signal (模拟信号)
quantized boxcar signal (量化阶梯信号)
continuous-time signal (连续时间信号)
sampled-data signal (采样信号)
digital signal (数字信号)
discrete-time signal (离散时间信号)
1.2 Typical signal processing operations (典型的信号处理运算)
数 字
与 处
离散傅里叶变换及其快速算法 (DFT、FFT)
理
z变换 (复习)
信来自百度文库
离散余弦变换 (DCT)
号
处
理
滤 波
离散时间系统分析 (时域、变换域)
器
模拟滤波器设计 (低通、高通、带通、带组、反混叠)
分
析
IIR数字滤波器设计 (脉冲不变法、双线性变换法)
与 设
FIR数字滤波器设计 (加窗法、频率取样法、优化法)
号与系统) Chapter 3 Discrete-Time Fourier Transform (离散时间傅里
叶变换)
Chapter 4 Digital Processing of Continuous-Time Signals (连续时间信号的数字处理)
Chapter 5 Finite-Length Discrete Transforms (有限长离散变 换)
Modulated signal (已调信号)
oscillator (振荡器)产生载波信号
4
1.3 Examples of typical signals (典型信号举例)
带噪的语音信号 滤波后的语音信号
Musical Sound Synthesis (音乐声合成)
Wavetable synthesis (波表合成) Spectral modelling synthesis (谱建模合成) Nonlinear synthesis (非线性合成) Physical modelling synthesis (物理建模合成)
1-D signal (一维信号)
discrete-time signal (离散时间信号) s [n]
y
u (x,y) 2-D signal (二维信号)
3-D signal (三维信号) ?
Black-and-white video signal (黑白视频信号)
x
3 channel signal (三通道信号)
低高
带带
陷
多
梳
通通
通阻
波
频
状
滤滤
滤滤
滤
带
滤
波波
波波
波
滤
波
器器
器器
器
波
器
器
1.2.2 Filtering (滤波)
(a) Ideal low-pass filter (理想低通滤波器)
(b) Ideal highpass filter (理想高通滤波器)
(c) Ideal bandpass filter (理想带通滤波器)
计
数字滤波器结构 (直接型、级联型、并联型、格型)
数字滤波器软硬件实现及有限字长效应
Contents of the course (课程内容)
Chapter 1 Signals and Signal Processing (信号和信号处理) Chapter 2 Discrete-Time Signals and Systems (离散时间信
¾ 数字信号处理 —— 基于计算机的方法 (第3版). Sanjit K. Mitra 著, 阔永 红 改编. 电子工业出版社. 2006,3.
¾ 数字信号处理实验指导书 (MATLAB版). Sanjit K. Mitra 著，孙洪等译. 电子工业出版社. 2005, 1.
References
differentiation (微分)
1.2.2 Filtering (滤波)
∫ X ( jΩ) = ∞ x (t ) e− jΩtdt −∞
x (t ) : 连续时间信号
X ( jΩ) ? the spectrum of x(t)，x(t)的频谱
滤波的目的：根据指定的要求改变频谱。
实现滤波运算的系统称为滤波器。
(d) Ideal bandstop filter (理想带阻滤波器)
3
1.2.2 Filtering (滤波) Example of filtering (滤波的例子)
输入信号
f < 80 Hz
f > 150 Hz
80 Hz < f < 150 Hz
f < 80 Hz f > 150 Hz
1.2.3 Multiplexing and Demultiplexing (复用和解复用)
实现)
Chapter 1
Signals and Signal Processing (信号和信号处理)
1
Learning Objectives (学习目标)
Characterization and Classification of Signals (信号的特征与分类)
Typical signal processing operations (典型的信 号处理运算)
Lab3 Discrete-Time Signals : FrequencyDomain Representations (离散时间信号的频域 分析)
Lab 4 Digital Processing of Continuous-Time Signals (连续时间信号的数字处理)
Lab 5 Digital Filter Design (数字滤波器设计) Lab 6 Digital Filter Implementation (数字滤波器
1
32
共32个实时话音数据通道
按固定位置分配时隙，合 成为一定速率的通路上。
12345
……
31 32
Timeslot (时隙)
E1：32路，32×64Kbps＝2.048Mbps T1：24路，24×64Kbps＝1.544Mbps
1.2.4 Signal Generation (信号的产生)
Modulating signal (调制信号)
¾ Richard G. Lyons. Understanding Digital Signal Processing (Second Edition). 机械工业出版社. 2005,1.
¾ 朱光明,程建远,刘保童 等译. 数字信号处理 (原书第2版). 机械工业出版社. 2006,1.
Exam
Chapter 6 z-Transform (z变换) Chapter 8 Digital Filter Structures (数字滤波器的结构) Chapter 9 IIR Digital Filter Design (IIR数字滤波器设计) Chapter 10 FIR Digital Filter Design (FIR数字滤波器设计) Chapter 11 DFT Algorithm Implementation (DFT算法的实现)
Spectra of three low-frequency signals (三个低频信号的频谱)
Spectra of the modulated composite signal (已调混合信号的频谱)
1.2.3 Multiplexing and Demultiplexing (复用和解复用) TDM (time-division multiplexing, 时分复用)
1.4 Why Digital Signal Processing (为什么要进 行数字信号处理)?
a
sample-
and-hold (采样与
保持)
b
c
A/D
converter (模数转
换器)
d
Digital
processor (数字处理
器)
e D/ A
Converter (数模转换
器)
Analog f
Examples of Typical Signals (典型信号举例) Why digital signal processing (为什么要进行数
字信号处理) Implementations of Digital Signal Processing
(数字信号处理的实现)
1.1 Characterization and Classification of Signals (信号的特征与分类)
Simple Time-Domain Operations (时域基 本运算)
Filtering (滤波) Multiplexing and Demultiplexing (复用和
解复用) Signal Generation (信号的产生)
1.2.1 Simple Time-Domain Operations (时域基本运算)
x(t) x(t)
y(t) =αx(t) y(t) = a(t) x(t) aα(t ) α 为正的或负的常数.
scaling (标乘) product (相乘)
y (t) = x(t − t0 )
t0 >0, delay (延时) t0 <0, advance (超前)
x1 (t ) x2 (t )
Digital Signal Processing
(数字信号处理)
朱丽平 通信工程系(理工楼214房间)
zlp6681@sina.com
About the course (关于本课程)
Teaching Material
¾ 数字信号处理 —— 基于计算机的方法 (第三版). Sanjit K. Mitra 著，孙 洪等译. 电子工业出版社. 2006,6.
Exercises and Behavior (作业和平时): 10% Mid-term Exam (期中): 30% Final Exam (期末): 60%
Architecture of the course (课程体系)
信
离散时间信号的时域分析
号 分
离散时间傅里叶变换 (DTFT)
析
连续时间信号的数字处理 (低通采样、带通采样)
(b) output of the S-H circuit (采样保持电路输出信号)
(c) A/D converter output (模数转换输出信号)
(d) output of the digital processor (数字处理器输出信号)
(e) D/A converter output (数模转换信号)
lowpass
filter (模拟低通
滤波器)
Scheme for the digital processing of an analog signal (模拟信号数字处理的方案)
1.4 Why Digital Signal Processing (为什么 要进行数字信号处理)?
(a) analog input signal (模拟输入信号)
y (t ) = x1 (t ) + x2 (t ) addition (相加)
1.2.1 Simple Time-Domain Operations (时域基本运算)
x(t)
∫
x(t)
d
dt
y
(
t
)
=
∫t −∞
x
(τ
)
dτ
integration (积分)
y (t ) = dx (t )
dt
复用：将多个模拟信号或数字数据流合并为一个信号的 过程。
复用器(multiplexer)：完成复用的设备。
解复用：复用的逆过程。 解复用器(demultiplexer)：完成解复用的设备。
问题1：复用有何作用？ 问题2：常见的复用方式有哪几种？
1.2.3 Multiplexing and Demultiplexing (复用和解复用) FDM (frequency-division multiplexing, 频分复用)
Laboratory Using Matlab (Matlab实验)
Lab 1 Discrete-Time Signals : Time-Domain Representations (离散时间信号的时域分析)
Lab 2 Discrete-Time Systems : Time-Domain Representations (离散时间系统的时域分析)