数字信号处理主要知识点整理复习总结 ppt课件

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《数字信号处理》课件

《数字信号处理》课件
特点
数字信号处理具有精度高、稳定性好、灵活性大、易于实现和可重复性好等优 点。它克服了模拟信号处理系统中的一些限制,如噪声、漂移和温度变化等。
数字信号处理的重要性
数字信号处理是现代通信、雷达、声 呐、语音、图像、控制、生物医学工 程等领域中不可或缺的关键技术之一 。
随着数字技术的不断发展,数字信号 处理的应用范围越来越广泛,已经成 为现代信息处理技术的重要支柱之一 。
04 数字信号变换技术
CHAPTER
离散余弦变换
总结词
离散余弦变换(DCT)是一种将离散信号变换到余弦函数基 的线性变换。
详细描述
DCT被广泛应用于图像和视频压缩标准,如JPEG和MPEG, 因为它能够有效地去除信号中的冗余,从而减小数据量。 DCT通过将信号分解为一系列余弦函数的和来工作,这些余 弦函数具有不同的大小和频率。
雷达信号处理
雷达目标检测
利用数字信号处理技术对雷达回 波数据进行处理和分析,实现雷 达目标检测和跟踪。
雷达测距和测速
通过数字信号处理技术,对雷达 回波数据进行处理和分析,实现 雷达测距和测速。
雷达干扰抑制
利用数字信号处理技术对雷达接 收到的干扰信号进行抑制和滤除 ,提高雷达的抗干扰能力。
谢谢
THANKS
《数字信号处理经典》ppt课 件
目录
CONTENTS
• 数字信号处理概述 • 数字信号处理基础知识 • 数字滤波器设计 • 数字信号变换技术 • 数字信号处理的应用实例
01 数字信号处理概述
CHAPTER
定义与特点
定义
数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及信号的获 取、表示、变换、分析和综合的理论和技术。它以数字计算为基础,利用数字 计算机或其他数字硬件来实现信号处理的方法。

数字信号处理ppt课件

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23
三.自相关函数与 自协方差函数的性质
24
性质1 :相关函数与协方差函数的关系
Cxx m rxx m mx 2
Cxy m rxy m m*xmy
当 mx 0
Cxx m rxx m Cxy m rxy m
25
性质2:均方值、方差与相关函数和协方差函数
rxx
0
E
xn
2
Cxx 0 rxx 0 mx 2
五、功率谱密度
44
维纳——辛钦定理
1. 复频域
rxx
(m)
1
2
j
c Sxx (z)zm1dz,
Sxx
(z)
m
rxx
(m)z
m
C (Rx , Rx )
45
2. 频域
{ rxx(m)
1
2
Pxx (e j )e jm d
2
Pxx (e j ) rxx (m)e jm
m
46
3.性质
实平稳随机信号 rxx m rxx m
rxx m E x x n1 n1m
x1x2 p x1 , x2 ; m dx1dx2
18
自协方差函数
Cxx (m) E (xn1 mx )*(xn2 mx ) E (xn1 mx )*(xn1m mx )
rxx m mx 2
19
对于均值为零的随机过程 rxx m Cxx m
①偶函数
Pxx e j Pxx e j
②实函数
Pxx e j Pxx e j
③极点互为倒数出现
Sxx
z
Sxx
1 z
47
④功率谱在单位圆上的积分等于平均功率
E
x2

《数字信号处理技术》PPT课件

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为便于数学处理,对截断信号做周期延拓,得到虚拟的 无限长信号。
§14.4 信号的截断、能量泄露
周期延拓后的信号与真实信号是不同的,下面从数学的角 度来看这种处理带来的误差情况。
设有余弦信号x(t),用矩形窗函数w(t)与其相乘,得到截 断信号:y(t) =x(t)w(t)
将截断信号谱 XT(ω)与原始信号谱X(ω)相比较可知,它已 不是原来的两条谱线,而是两段振荡的连续谱. 原来集中在f0处
a) 多种多样的工业用计算机。
§14.1 数字信号处理概述
2) 计算机软硬件技术发展的有力推动
b) 灵活、方便的计算机虚拟仪器开发系统
§14.1 数字信号处理概述
案例:铁路机车FSK信号检测与分析
京广线计划提速到200公里/小时 合作任务:机车状态信号识别(频率解调)
§14.2 模数(A/D)和数模(D/A)
§14.3 采样定理
2 采样定理
A/D采样前的抗混迭滤波:
对象
物理信号
传 感 器
电信号
放 大 调 制
电信号
A/D 转换
数字信号
展开
放大
低通滤波 (0~Fs/2)
§14.3 采样定理
用计算机进行测试信号处理时,不可能对无限长的 信号进行测量和运算,而是取其有限的时间片段进行分析, 这个过程称信号截断。
1、数字信号处理的主要研究内容
数字信号处理主要研究用数字序列来表示测试信号,并 用数学公式和运算来对这些数字序列进行处理。内容包括数字 波形分析、幅值分析、频谱分析和数字滤波。
A
X(0)
X(1)
0
t
X(2)
E
1 N
X
i
X(3)
X(4)

数字信号处理主要知识点整理复习总结PPT课件

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*实际系统一般是因果系统; * y(n)=x(-n)是非因果系统,因n< 0的输出决定 n>0时 的输入;
Stable System (稳定系统) (1) 有界输入导致有界输出
(2)
| h(n) | (线性、时不变系统)
n
(3) H(z)的极点均位于Z平面单位圆内(因果系统)
第28页/共171页
故为线性系统。
第15页/共171页
(b) y(n) x(n2 ) y1(n) x1(n2 ) T[x1(n)], y2 (n) x2 (n2 ) T[x2 (n)]
T[a1x1(n) a2 x2 (n)] a1x1(n2 ) a2 x2 (n2 ) a1 y1(n) a2 y2 (n) a1T[x1(n)] a2T[x2 (n)]
T[a1x1(n) a2x2 (n)] 3[a1x1(n) a2x2 (n)] 5
a1T[x1(n)] a2T[x2(n)] 3a1x1(n) 5a1 3a2x2(n) 5a2
可见: T[a1x1(n) a2x2(n)] a1T[x1(n)] a2T[x2 (n)]
故不是线性系统。
第23页/共171页
解:(b)y(1) 0的情况
令 x1(n) (n)
y(n) ay(n 1) x(n)
y1(0) ay1(1) (0) 1 y1(1) ay1(0) (1) a y1(2) ay1(1) (2) a2
….
y1(n) ay1(n 1) (n) an
则 T x(n n0 ) y(n n0 )
第10页/共171页
3、线性卷积
y(n) x(k)h(n k) x(n)* h(n) k x(n k)h(k) h(n)* x(n) k

数字信号处理基础pptDSP第01章

数字信号处理基础pptDSP第01章

例1-10 h(n)= anu(n) 该系统是因果系统,当0< |a| < 1时系统稳定
§1.4 N阶线性常系数差分方程
无限脉冲响应系统(IIR, Infinite Impulse Response)
M
N
y(n) bm x(n m) ak y(n k),ak、bm是常数
m0
k 1
ak有非零值
n的有效
有效
n的有效
区间范围 数据长度 区间范围
有效 数据长度
x(n) [0, M1]
M
h(n) [0, N1]
N
y(n) [0, MN2] MN1
[nxl, nxu]
[nhl, nhu]
[nxl nhl, nxu nhu]
nxunxl1
nhunhl1
nxu nhu nxlnhl1
x(n)={1, 2, 3},0 n 2, M = 3 h(n)={1, 2, 2, 1},0 n 3, N = 4 y(n)={1, 4, 9, 11, 8, 3},0 n 5,M N 1 = ulse Response)
M
y(n) bm x(n m)
m0
差分方程的求解方法 ➢时域方法
例1-8 T[ x1(n)] nx1(n) x1(n 1) 3 T[ x2 (n)] nx2 (n) x2 (n 1) 3 T[ax1(n) bx2 (n)] n[ax1(n) bx2 (n)] ax1(n 1) bx2 (n 1) 3
≠ aT[ x1(n)] bT[ x2 (n)] n[ax1(n) bx2(n)] ax1(n 1) bx2(n 1) 3(a b)
T[ax1(n) bx2 (n)] aT[ x1(n)] bT[ x2(n)]

《数字信号处理原理》PPT课件

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•Digital signal and image filtering
•Cochlear implants
•Seismic analysis
•Antilock brakes
•Text recognition
•Signal and image compression
•Speech recognition
•Encryption
•Satellite image analysis
•Motor control
•Digital mapping
•Remote medical monitoring
•Cellular telephones
•Smart appliances
•Digital cameras
•Home security
Upper Saddle River, New Jersey 07458
All rights reserved.
FIGURE 1-4 Four frames from high-speed video sequence. “ Vision Research, Inc., Wayne, NJ., USA.
Joyce Van de Vegte Fundamentals of Digital Signal Processing
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11
Copyright ©2002 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458
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Joyce Van de Vegte Fundamentals of Digital Signal Processing

数字信号处理课件ppt

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p
p
前向预测: e (n ) x (n ) x ˆ(n ) x (n )a px ( k n k )a px ( k n k )
k 1
k 0
E[|
e(n)|2]min
E[e*(n)(x(n)
xˆ(n))]E[e*(n)x(n)]
PART 1
Ex*(n) p apkx*(nk)x(n)
k1
p
rxx(0) apkrxx(k) k1
p
rxx(0) apkrxx(k)E[|e(n)|2]m in k1
p
rx
x得(l)到下ap面krx的x(k方l)程0组l:1,2,,
k1
p
rxx(0)
rxx(1)
rrxxx(x将W(01a))方lk程e r方组写程rr成)xxxx((矩pp阵)形1)式(Yau1pl1e- E[
|e(n)|2]m 0
in
rxx(p) rxx(p1) rxx(0) app
0
p
y (n ) s ˆ(n p ) x ˆ(n p ) a p kx [n (p k)] k 1
p
后向预测: b (n ) x (n p ) x ˆ(n p ) x (n p )a p k x (n p k ) k 1
[Lrxex (vpi)nsona p-1Drxxu( prbkin)] 算法:
kp
k 1
2 p 1
k p ap,p
a p ,k a p 1,Lk eviknspoan-pD1u,rpbikn的k一般1递,2推,3公,式如, p下:1
相关卷积定理:
卷积的相关函数等于相关函数的卷积
e(n)=a(n)*b(n) f(n)=c(n)*d(n)

数字信号处理总复习资料PPT课件

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y1(n)y2(n)
满 足 可 加 性
T [a x1(n)]a x1(n )sin (2 9 pnp 7)
a y 1 (n ), a 为 常 数满 足 比 例 性
该 系 统 是 线 性 系 统
24
2、移不变系统
y(n)
x(n)
若系统响应 与激励 加于系统的时刻无关,则
称为移不变系统(或时不变系统)
或同时满足:
可加性: T [ x 1 ( n ) x 2 ( n ) ] y 1 ( n ) y 2 ( n )
比例性/齐次性: T [a x 1(n )]a y1(n )
其中: a,a1,a2为 常 数
实数 复数
则此系统为线性系统。
22
例:证明由线性方程表示的系统
y(n)ax(n)b a,b为常数
p p y (n m ) x (n m )s in [2(n m )]
9
7
T[x(nm)]
该 系 统 不 是 移 不 变 系 统
26
同时具有线性和移不变性的离散时间系统称
为线性移不变系统
LSI:Linear Shift Invariant
27
4、LSI系统的性质
(1)交换律
x(n)
y(n)
由 y ( n 1 ) 1 [ y ( n ) x ( n ) ], 得 a
y(2) 1 [ y(1) x(1)] 0 a
y(3) 1 [ y(2) x(2)] 0 a
y (n ) a n, n 0
y (n ) 0, n 1
h (n )y (n ) a n u (n )
y(n)
29
(3)分配律(并联)
h1(n)
x(n)

《数字信号处理基础》课件

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信号压缩等。
Z变换
Z变换的定义
Z变换是一种将离散时间信号转换为复数域信号的方法,通过将离 散时间信号转换为复数域中的函数,可以更好地分析信号的特性。
Z变换的性质
Z变换具有线性、时移、频域平移、复共轭等性质,这些性质在信 号处理中有着广泛的应用。
Z变换的应用
Z变换在信号处理中有着广泛的应用,如离散控制系统分析、数字滤 波器设计等。
自适应滤波器应用场景
广泛应用于噪声消除、回声消除、信 号预测等领域。
05 数字信号处理应用
音频处理
音频压缩
通过降低音频数据的冗余度,实 现音频文件的压缩,便于存储和
传输。
音频增强
利用数字信号处理技术,改善音频 质量,如降低噪音、增强语音等。
音频分析
对音频信号进行特征提取和分类, 用于语音识别、音乐信息检索等领 域。
IIR滤波器应用场景
广泛应用于语音处理、图像处理等领 域。
FIR滤波器设计
FIR滤波器定义
FIR滤波器特点
FIR滤波器,即有限冲激响应滤波器,是一 种离散时间滤波器,其冲激响应有限长。
FIR滤波器具有线性相位、设计灵活、计算 量大等特性。
FIR滤波器设计方法
FIR滤波器应用场景
通过窗函数法、频率采样法等进行设计, 常用的设计方法有汉明窗法、凯泽窗法等 。
课程目标
掌握数字信号处理的基本概念、原理和方法。
学会使用数字信号处理软件进行信号处理和分析 。
了解数字信号处理在通信、图像处理、音频处理 等领域的应用。
02 基础知识
信号与系统
信号定义与分类
信号是信息传输的载体,可以是离散 的或连续的,也可以是时间的函数。 信号分类包括周期信号、非周期信号 、确定信号、随机信号等。

数字信号处理--数字信号处理(4)幻灯片PPT

数字信号处理--数字信号处理(4)幻灯片PPT

y) 1
(1) 试判断该系统是否为非移变系统?是否为线性系统?
(2) 若其他条件不变,但 y(0) 0 ,系统的非移变性和线性性是否会改变?
本章主要内容:

1、连续信号的采样与恢复:信号的采样和数学模型;采样信号的频域表示; 采样定理;采样信号到连续信号的恢复。
2、离散时间序列:离散时间信号的序列表示;序列的运算规则;几种常用序 列;离散序列的线性卷积的定义和性质;线性卷积的计算方法。
3、离散系统及其特性:离散时间系统定义和数学描述;线性非时变离散系统 的定义; LTI系统的冲击响应序列; LTI系统的稳定性和因果性; LTI系统的 差分方程描述。
2021/5/25
课件
3
本章主要要求掌握的内容:
本章介绍了数字信号处理的一些基本定义和数学方法。 1、数字信号的序列表示和数学运算。 2、数字信号与连续信号的关系——采样定理的物理意义和数学描述。 3、LTI系统的时域描述、频域描述和Z域描述。(输入、输出信号之间的关系 ) 4、Z变换数学工具的使用:序列的Z变换及其收敛域的计算 ;用Z变换计算 系统函数,分析LTI系统的特性。
2021/5/25
课件
5
第 4 章快速傅氏变换
本章主要内容: 1、FFT计算原理。 2、基2时间抽取算法和频率抽取算法。 3、线性调频Z变换算法。 4、实数序列的FFT高效算法。 5、FFT的应用。
本章主要要求掌握的内容:
1、FFT的计算方法。 2、FFT应用于频谱分析和快速卷积。
2021/5/25
本章主要要求掌握的内容:
1、理想滤波器的特性和连续函数逼近方法。 2、 IIR滤波器的予畸双线性变换设计法。 3、 IIR数字滤波器变换算法。

深圳大学数字信号处理总结和提纲.ppt

深圳大学数字信号处理总结和提纲.ppt

解:(b)y(1) 0的情况
令 x1(n) (n)
y(n) ay(n 1) x(n)
y1(0) ay1(1) (0) 1 y1(1) ay1(0) (1) a y1(2) ay1(1) (2) a2
….
y1(n) ay1(n 1) (n) an
所以: y1(n) anu(n)
xe(n) 1 [x(n) x * (n)] 2 1
xo(n) [x(n) x * (n)] 2
一般实序列
x(n) xe(n) xo(n)
偶序列
奇序列
xe(n) 1 [x(n) x(n)] 2
xo(n) 1 [x(n) x(n)] 2
Xe(e j ) 1 [ X (e j ) X * (e j )] 2
又令x2(n) (n 1)
则:y2(0) ay2(1) (1) 0 y2(1) ay2(0) (0) 1 y2(2) ay2(1) (1) a
….
y2 (n) ay2 (n 1) (n 1) an1
所以: y2 (n) an1u(n 1)
可见 x1(n) x2(n) 是移一位的关系,y1(n) y2(n)亦是移 一位的关系。因此是移不变系统。
Condition:
| x(n) |
n
注:周期序列不满足该绝对可和的条件,因此它的DTFT
不存在。
(IDTFT)序列傅立叶反变换
x(n) 1 X (e j )e jnd
2
方法2:根据DTFT的性质求解(特别是对称性)
一般序列
x(n) xe(n) xo(n)
共轭对 称序列
共轭反对 称序列
……..
y3 (n) an an1
所以: y3(n) anu(n) an1u(n) T[x1(n) x2 (n)]
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1、线性时不变系统的判定 2、线性卷积 3、系统稳定性与因果性的判定 4、线性时不变离散时间系统的表示方法 5、系统分类及两种分类之间的关系
2020/12/27
10
1、线性系统:对于任何线性组合信号的响应等于 系统对各个分量的响应的线性组合。
线性系统 判别准则
若 y1(n)Tx1(n) y2(n)Tx2(n) 则 T a x 1 ( n ) b x 2 ( n ) a y 1 ( n ) b y 2 ( n )
2、时不变系统:系统的参数不随时间而变化,不管 输入信号作用时间的先后,输出信号的响应的形状均 相同,仅是出现时间的不同
时不变系统 判别准则
若 y(n)Tx(n)
则 T x(nn 0) y(nn 0)
2020/12/27
11
3、线性卷积
y(n) x(k)h(nk) x(n)*h(n) k x(nk)h(k)h(n)*x(n) k
(b ) y ( n ) x ( n 2 );
(c ) y ( n ) x 2 ( n );
(d )y(n) 3x(n) 5
解:(a) y ( n ) n ( n ) x y 1 ( n ) n 1 ( n ) x T [ x 1 ( n )y ] 2 ( n , ) n 2 ( n x ) T [ x 2 ( n )
故不是线性系统。
2020/12/27
18
(d)
y(n)3x(n)5 y1(n)3x1(n)5T [x1(n)]y2,(n) 3x2(n)5T [x2(n)] 即,系3 加 统 5 。操作为乘
T [ a 1 x 1 ( n ) a 2 x 2 ( n ) 3 [ ] a 1 x 1 ( n ) a 2 x 2 ( n ) 5 ]

2020/12/27
y(n-n0)=T[x(n-n0)]
4
习题1. 判断下面的序列是否是周期的,若是周期的,确定其周期。(Biblioteka )x(n)Acos(3n)
78
A是常数;
(3)
x(n)
e
j ( 1 n
8
)
解:
(1) w 3, 2 14
7w3
这是有理数,因此是周期序列,周期是T=14;
(2) w1, 2 16
8w
这是无理数,因此是非周期序列。
2020/12/27
5
4. 线性卷积的计算。
5.模拟信号数字处理的方法与过程;采样、恢 复的概念;采样定理及采样后产生的影响;预 滤波、平滑滤波的作用;
2020/12/27
6
2020/12/27
7
2020/12/27
8
2020/12/27
9
第二部分 离散时间系统
稳定
∞ Σ ┃h(n)┃<∞ n=-∞
ROC: 包含单位圆
2020/12/27
13
5、差分方程——描述系统输入输出之间的运算关系
N阶线性常系数差分方程的一般形式:
M
N
y(n)aix(ni)biy(ni)
i0
i1
其中 ai、bi都是常数。
离散系统差分方程表示法有两个主要用途: ① 求解系统的瞬态响应; ② 由差分方程得到系统结构;
2. 判断系统是否是线性非时变系统。
Linear system : 齐次性与叠加性
即 y1(n)=T[x1(n)] ,y2(n)=T[x2(n)] y (n)=T[ax1(n) +bx2(n)] = ay1(n) +by2(n) *加权信号和的响应=响应的加权和。
Time-invariant: 时不变特性
2020/12/27
2
数字信号处理系统
模拟 信号
连续时间 信号
采样 保持器
A/D 变换器
数字信号
通用或 专用
计算机
连续时间 信号
模拟 信号
D/ A 变换器
模拟 低通 滤波器
2020/12/27
3
本章典型题型与习题讲解:
基本概念题(填空、判断、选择)。
1. 周期序列的判断与周期T的求取。
判 断2 是 否 为 有 理 数 。 0
2020/12/27
14
6、线性时不变离散时间系统的表示方法 线性常系数差分方程 单位脉冲响应 h(n) 系统函数 H(z) 频率响应 H(ejw) 零极点图(几何方法)
7、系统的分类 IIR和FIR 递归和非递归
2020/12/27
15
例1. 判断下列系统是否为线性系统。
(a ) y (n ) nx (n );
T[a1x1(n)a2x2(n)][a1x1(n)a2x2(n)2 ] a12x12(n)a22x22(n)2a1a2x1(n)x2(n)
a 1 T [ x 1 ( n ) a ] 2 T [ x 2 ( n ) a ] 1 x 1 2 ( n ) a 2 x 2 2 ( n )
可见:T [ a 1 x 1 ( n ) a 2 x 2 ( n ) a ] 1 T [ x 1 ( n ) a ] 2 T [ x 2 ( n )
T[a1x1(n)a2x2(n)]a1n1x(n)a2n2x(n) a1y1(n)a2y2(n) a1T[x1(n)]a2T[x2(n)]
2020/1故2/27为线性系统。
16
(b) y (n ) x (n 2 ) y 1 (n ) x 1 (n 2 ) T [x 1 (n )y ]2 (,n ) x 2 (n 2 ) T [x 2 (n )]
T[a1x1(n)a2x2(n)]a1x1(n2)a2x2(n2) a1y1(n)a2y2(n) a1T[x1(n)]a2T[x2(n)]
故为线性系统。
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17
(c) y(n )x2(n ) y 1 (n )x 1 2(n ) T [x 1 (n )] y 2(,n ) x 2 2(n ) T [x 2(n )]
① y(n)的长度——Lx+Lh-1
② 两个序列中只要有一个是无限长序列,则卷 积之后是无限长序列
③ 卷积是线性运算,长序列可以分成短序列再 进行卷积,但必须看清起点在哪里
2020/12/27
12
4、系统的稳定性与因果性 系统 时域充要条件
Z域充要条件
因果 h(n)≡0 (n<0)
ROC: R1 <┃Z┃≤∞
数字信号处理课程 知识点概要
2020/12/27
1
第1章 数字信号处理概念知识点
1、掌握连续信号、模拟信号、离散时间信号、数字 信号的特点及相互关系(时间和幅度的连续性考量)
2、数字信号的产生;
采样
量化、编码
模拟信号 ———— 离散时间信号 —————— 数字信号
3、典型数字信号处理系统的主要构成。
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