现代信号处理-复习

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现代信号处理复习题

现代信号处理复习题

同时,信号与噪声不相关,即 E{s(t )n(t )} 0, ,试求因果 Weiner 滤波器的传递函数。 7.信号的函数表达式为:
x(t ) 0.001cos(2 100t 1 ) cos(2 50t 2 ) 0.1cos(2 150t 3 ) 0.002 cos(2 210t 4 ) (t )
2 是一零均值、方差为 w 的白噪声。证明 x ( n) 的功率谱为
Px ( f )
2 w 2 2 1 a1 a2 2a1 (1 a2 ) cos(2 f ) 2a2 cos(4 f )
6.令 s (t ) 是一平稳的随机过程,并且
1 e 2 1, 0 Rnn ( ) E{n(t )n(t )} 0, 0 Rss ( ) E{s(t ) s(t )}
现代信号处理技术及应用课程期末考核题目及要求
任课教师:电气工程学院 何正友、符玲 2016-06-14 (1)课程作业:作业共8个题目,作业中的每个题目应给出求解过程、程序和 最终结果(数据和曲线) ,不得抄袭,否则为零分。 (40分)
1. 为 何 对 于 最 大 似 然 估 计 , 对 于 大 的 N , ML 是 均 值 为 , 方 差 为
其中, 1 , 2 , 3 , 4 为不同初相角, (t ) 为高斯白噪声,采样频率 1kHz,采样时间 2.048s。 (1) 利用现代信号处理知识进行信号的谱估计; (2) 利用现代信号处理知识进行信号的频率提取; (3) 分别利用 Wiener 滤波和 Kalman 滤波进行去噪。 8.利用小波分析方法对上述信号进行频率提取和时频分析。
1 N 2 E ln f ( x1 , , xN | ) 的高斯分布。

现代信号处理考题

现代信号处理考题

一、每题6分,共10题。

1、试叙述信号分析的不确定原理,并以高斯信号为例解释相关概念。

不确定原理:对给定的信号,其时宽与带宽的乘积为一常数,当信号的时宽减小时,其带宽装将相应增大,当时宽减到无穷小时,带宽半变成无穷大,这就是说,信号的时宽与带宽不可能同时趋于无限小。

(P24)2、相对于傅里叶变换,短时傅里叶变换有何特点?窗口应满足什么条件?相对于傅里叶变换,除了同样可以了解信号包含的频谱信息,还可以对信号的频率进行时间上的定位。

STFT在时域用窗函数g(τ)去截x(τ),结截下来的局部信号作傅里叶变换,即可得到在t时刻的该段信号的傅里叶变换。

不断地移动t,也即不断地移动窗函数g(τ)的中心位置,即可得到不同时刻的傅里叶变换。

由于g(τ)是窗函数,因此它在时域应是有限支撑的,又由于e jΩt在频域是线谱,所以STFT的基函数g(τ-t) e jΩt在时域和频域都应是有限支撑的,这样,他的结果就有了对x(t)实现时频定位的功能。

3、相对于信号的谱图,wvd有何缺点?(P80)4、什么是小波变换的恒Q性质?试由此简要说明小波变换的时频分析特点。

(P241)5、试给出能保持信号能量边缘特性的和不能保持信号能量边缘特性的时频变换的例子。

6、什么是连续信号的Gabor展开?实际利用Gabor展开分析信号时,是采用临界采样还是过采样?说明理由。

什么是连续信号的Gabor展开:P61理由:实际利用Gabor展开分析信号时,是采用临界采样的。

因为在Gabor变换中,常数a和b的取值有3种情况:(1)ab=1,称为临界抽样,(2)ab>1,称为欠抽样,(3)ab<1,称为过抽样,由证明得,在ab>1的欠抽样的情况下,由于栅格过稀,因此将缺乏足够的信息来恢复原信号x(t)。

由于欠抽样时的这一固有的缺点,人们很少研究它,因此研究最多的是临界抽样和过抽样。

可以想象,在ab<1的过抽样的情况下,表示x(t)的离散系数C mn必然包含冗余的信息,这类似于对一维信号抽样时抽样间隔过小的情况。

现代信号处理考试题

现代信号处理考试题

现代信号处理考试题一、基本概念填空1、统计检测理论是利用信号与噪声的统计特性等信息来建立最佳判决的数学理论。

2、主要解决在受噪声干扰的观测中信号有无的判决问题3、信号估计主要解决的是在受噪声干扰的观测中,信号参量和波形的确定问题。

4、在二元假设检验中,如果发送端发送为H1,而检测为H0,则成为漏警,发送端发送H0,而检测为H1,则称为虚警。

5、若滤波器的冲激响应时无限长,称为IIR滤波器,反之,称为FIR滤波器6、若滤波器的输出到达最大信噪比成为匹配滤波器;若使输出滤波器的均方估计误差为最小,称为维纳滤波器。

7、在参量估计中,所包含的转换空间有参量空间和观测空间8、在小波分析中,小波函数应满足和两个数学条件。

9、在小波的基本概念中,主要存在和两个基本方程。

(这个不确定答案,个人感觉是)10、在谱估计中,有经典谱估计和现代谱估计组成了完整的谱估计。

11、如果系统为一个稳定系统,则在Z变换中,零极点的分布应在单位圆内,如果系统为因果系统,在拉普拉斯变换中,零极点的分布应在左边平面。

二、问题1、在信号检测中,在什么条件下,使用贝叶斯准则,什么条件下使用极大极小准则?什么条件下使用Neyman-Pearson准则?答:先验概率和代价函数均已知的情况下,使用贝叶斯准则,先验概率未知,但可选代价函数时,使用极大极小准则,先验概率和代价函数均未知的情况下,使用Neyman-Pearson准则。

2、在参量估计中,无偏估计和渐进无偏估计的定义是什么?答:无偏估计:若估计量的均值等于被估计量的均值(随机变量),即或等于被估计量的真值(非随机参量),则称为的无偏估计。

渐进无偏估计:若,称为的渐进无偏估计。

3、卡尔曼滤波器的主要特征是什么?答:随机过程的状态空间模型,用矩阵表示,可同时估计多参量,根据观测数据,提出递推算法,便于实时处理。

4、在现代信号处理中,对信号的处理通常是给出一个算法,对一个算法性能的评价,应从那些方面进行评价。

现代数字信号处理期末复习

现代数字信号处理期末复习

“现代数字信号处理”复习思考题变换1. 给出DFT的定义和主要性质。

2. DTFT与DFT之间有什么关系?3. 写出FT、DTFT、DFT的数学表达式。

离散时间系统分析1. 说明IIR滤波器的直接型、级联型和并联型结构的主要特点。

2. 全通数字滤波器、最小相位滤波器有何特点?3. 线性相位FIR滤波器的h(n)应满足什么条件?其幅度特性如何?4. 简述FIR离散时间系统的Lattice结构的特点。

5. 简述IIR离散时间系统的Lattice结构的特点。

采样1.抽取过程为什么要先进行滤波,此滤波器应逼近什么样的指标?维纳滤波1.画出Wiener滤波器结构,写出平稳信号下的滤波方程,导出Wiener-Hopf方程。

2.写出最优滤波器的均方误差表示式。

3.试说明最优滤波器满足正交性原理,即输出误差与输入信号正交。

4.试说明Wiener-Hopf方程和Yule-Walker方程的主要区别。

5.试说明随机信号的自相关阵与白噪声的自相关阵的主要区别。

6.维纳滤波理论对信号和系统作了哪些假设和限制?自适应信号处理1.如何确定LMS算法的值,值与算法收敛的关系如何?2.什么是失调量?它与哪些因素有关?3.RLS算法如何实现?它与LMS算法有何区别?4.什么是遗忘因子,它在RLS算法中有何作用,取值范围是多少?5.怎样理解参考信号d(n)在自适应信号处理处理中的作用?既然他是滤波器的期望响应,一般在滤波前是不知道的,那么在实际应用中d(n)是怎样获得的,试举两个应用例子来加以说明。

功率谱估计1. 为什么偏差为零的估计不一定是正确的估计?2. 什么叫一致估计?它要满足哪些条件?3. 什么叫维拉-辛钦(Wiener-Khinteche)定理?4. 功率谱的两种定义。

5. 功率谱有哪些重要性质?6. 平稳随机信号通过线形系统时输入和输出之间的关系。

7. AR模型的正则方程(Yule-Walker方程)的导出。

8. 用有限长数据估计自相关函数的估计质量如何?9. 周期图法谱估计的缺点是什么?为什么会产生这些缺点?10. 改进的周期图法谱估计有哪些方法?它们的根据是什么?11. 既然隐含加窗有不利作用,为什么改进周期图法谱估计是还要引用各种窗?12. 经典谱估计和现代谱估计的主要差别在哪里?13. 为什么AR模型谱估计应用比较普遍?14. 对于高斯随机过程最大熵谱估计可归结为什么样的模型?15. 为什么Levison-Durbin快速算法的反射系数的模小于1?16. 什么是前向预测?什么是后向预测?17. AR模型谱估计自相关法的主要缺点是什么?18. Burg算法与Levison-Durbin算法的区别有哪些?。

12《现代数字信号处理》课程复习...

12《现代数字信号处理》课程复习...

2012《现代数字信号处理》课程复习...“现代数字信号处理”复习思考题变换 1. 2. 3. 给出DFT的定义和主要性质。

DTFT与DFT 之间有什么关系?写出FT、DTFT、DFT的数学表达式。

离散时间系统分析 1. 说明IIR滤波器的直接型、级联型和并联型结构的主要特点。

2. 全通数字滤波器、最小相位滤波器有何特点? 3. 线性相位FIR滤波器的h(n)应满足什么条件?其幅度特性如何? 4. 简述FIR离散时间系统的Lattice结构的特点。

5. 简述IIR离散时间系统的Lattice结构的特点。

采样1.抽取过程为什么要先进行滤波,此滤波器应逼近什么样的指标?维纳滤波1.画出Wiener滤波器结构,写出平稳信号下的滤波方程,导出Wiener-Hopf方程。

2.写出最优滤波器的均方误差表示式。

3.试说明最优滤波器满足正交性原理,即输出误差与输入信号正交。

4.试说明Wiener-Hopf方程和Yule-Walker方程的主要区别。

5.试说明随机信号的自相关阵与白噪声的自相关阵的主要区别。

6.维纳滤波理论对信号和系统作了哪些假设和限制?自适应信号处理1.如何确定LMS算法的?值,?值与算法收敛的关系如何?2.什么是失调量?它与哪些因素有关?3.RLS 算法如何实现?它与LMS算法有何区别?4.什么是遗忘因子,它在RLS算法中有何作用,取值范围是多少?5.怎样理解参考信号d(n)在自适应信号处理处理中的作用?既然他是滤波器的期望响应,一般在滤波前是不知道的,那么在实际应用中d(n)是怎样获得的,试举两个应用例子来加以说明。

功率谱估计 1. 为什么偏差为零的估计不一定是正确的估计? 2. 什么叫一致估计?它要满足哪些条件? 3. 什么叫维拉-辛钦(Wiener-Khinteche)定理? 4. 功率谱的两种定义。

5. 功率谱有哪些重要性质?6. 平稳随机信号通过线性系统时输入和输出之间的关系。

7. AR模型的正则方程(Yule-Walker方程)的导出。

现代信号处理复习题

现代信号处理复习题

精心整理1、已知0()2cos(2)a x t f t π=式中0f =100HZ,以采样频率s f =400Hz 对()a x t 进行采样,得到采样信号ˆ()a xt 和时域离散信号()x n ,试完成下面各题: (1)写出()a x t 的傅里叶变换表示式()a X j Ω; (2)写出()a x t 和()x n 的表达式;(3)分别求出()a x t 的傅里叶变换和()x n 的傅里叶变换。

解:(1)0()()2cos()j t j ta a X j x t e dt t e dt∞∞-Ω-Ω-∞-∞∞Ω==Ω⎰⎰ ()a X j Ω=(2)ˆ((a xt x n 2参数:(1(2(3(4解:(1(2)(3)(4提高138KHZ 采样,对采到的2N 个样点做2N 点DFT 。

问:他的目的能达到吗? 答:不能,因为他忽略了数字频率和模拟频率的区别。

提高采样频率s f ,N 固然大了,数字频率(单位圆)上的样点数确实增加了,但从模拟频率谱看,样点一点也没有变得密集,这是因为数字频率π2总是对应模拟频率s f 。

采样频率由s f 到2sf 增加一倍,N 也增加一倍,但模拟频率的采样间隔Hz NfN f s s 10022==一点也没有变。

所以,增大采样频率,只能提高数字频率的分辨率222(NN ππ→,不能提高模拟频率的分辨率。

4、在A/D 变换之前和D/A 变换之后都要让信号通过一个低通滤波器,他们分别起什么作用?解:在D A /变换之前让信号通过一个低通滤波器,是为了限制信号的最高频率,使其满足当采样频率一定时,采样频率应大于等于信号最高频率2倍的条件。

此滤波器亦称为“抗折叠”滤波器。

精心整理在A D /变换之后都要让信号通过一个低通滤波器,是为了滤除高频延拓谱,以便把抽样保持的阶梯形输出波平滑化,故又称为“平滑”滤波器。

5、已知10,)1)(1(1)(12<<---=-a az az a z H ,分析其因果性和稳定性。

工程硕士现代信号处理复习(word版)学习

工程硕士现代信号处理复习(word版)学习

学习要点u 1.课随机变量的描述 u 2.随机变量的数值特征 u 3.离散随机过程 u 4.狭义平衡随机过程 u 5.随机过程的数值特征 u 随机过程的数值特征u 6.自相关序列和自协方差序列 u 7.离散随机过程的平均u 8.相关序列和协方差序列的性质 u 9.功率谱u 10.离散随机信号通过线性非移变系统 习题一解:因为正弦与余弦为正交函数:12()cos()sin(),()PSD pi i i i i i i x n A w n B w n A B x n σ==+∑设 其中随机变量都服从均值为零、方差为的高斯分布,并且两两之间互相独立。

求的均值、自相关函数和功率谱密度()。

[][][]111()()cos()sin() cos()+sin() =0pi i ii i p p i i i ii i x n E x n E A w n B w n E A w n E B w n ===⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑∑∑的均值为:=[][]1211221112121112()()()()=cos()sin()cos()sin()cos()cos()sin()sin()=cos(),-p p i i i i i i i i i i p p p p i j i j i j i j i j i i px n x n E x n x n E A w n B w n A w n B w n E A A w n w n E B B w n w n w m m n n φσ======⎛⎫⎛⎫++⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎡⎤⎡⎤+⎣⎦⎣⎦=∑∑∑∑∑∑∑的自相关函数为:=第二章维纳滤波器第二章维纳滤波器习题课 内容• 维纳滤波器分类 • 维纳滤波器的时域解 • 维纳滤波器的Z 域解 • 维纳滤波器的预测器 一、维纳滤波分类二、维纳滤波的时域解三、维纳滤波的复频域(Z)解[][][][]1221222()P ()FT ()()=FT cos(),-(-)()=(-)()p i i pi i ipi i i x n x n x n x n w m m n n w w w w w w w w φσσπδδσπδδ⎡⎤=⎣⎦⎡⎤=⎢⎥⎣⎦=++++∑∑∑的功率谱函数为:(2)ˆ(),(-1),(-2),,()x n x n x n s n N + 由过去的观测值估计当前甚至将来的信号值,即以来确定,这属于预测或外推。

现代信号处理复习要点总结

现代信号处理复习要点总结

《信号处理技术及应用》复习要点总结题型:10个简答题,无分析题。

前5个为必做题,后面出7个题,选做5个,每个题10分。

要点:第一章:几种变换的特点,正交分解,内积,基函数;第二章:信号采样中的窗函数与泄露,时频分辨率,相关分析及应用(能举个例子最好)第三章:傅里叶级数、傅里叶变换、离散傅里叶变换(DFT)的思想及公式,FFT校正算法、功率谱密度函数的定义,频谱细化分析,倒频谱、解调分析、时间序列的基本原理(可能考其中两个)第四章:一阶和二阶循环统计量的定义和计算过程,怎么应用?第五章:多分辨分析,正交小波基的构造,小波包的基本概念第六章:三种小波各自的优点,奇异点怎么选取第七章:二代小波提出的背景及其优点,预测器和更新器系数计算方法,二代小波的分解和重构,定量识别的步骤第八章:EMD基本概念(瞬时频率和基本模式分量)、基本原理,HHT的基本原理和算法。

看8.3小节。

信号的时域分析信号的预处理传感器获取的信号往往比较微弱,并伴随着各种噪声。

不同类型的传感器,其输出信号的形式也不尽相同。

为了抑制信号中的噪声,提高检测信号的信噪比,便于信息提取,须对传感器检测到的信号进行预处理。

所谓信号预处理,是指在对信号进行变换、提取、识别或评估之前,对检测信号进行的转换、滤波、放大等处理。

常用的信号预处理方法信号类型转换信号放大信号滤波去除均值去除趋势项理想低通滤波器具有矩形幅频特性和线性相位特性。

经典滤波器定义:当噪声和有用信号处于不同的频带时,噪声通过滤波器将被衰减或消除,而有用信号得以保留现代滤波器当噪声频带和有用信号频带相互重叠时,经典滤波器就无法实现滤波功能现代滤波器也称统计滤波器,从统计的概念出发对信号在时域进行估计,在统计指标最优的意义下,用估计值去逼近有用信号,相应的噪声也在统计最优的意义下得以减弱或消除将连续信号转换成离散的数字序列过程就是信号的采样,它包含了离散和量化两个主要步骤采样定理:为避免混叠,采样频率ωs必须不小于信号中最高频率ωmax的两倍,一般选取采样频率ωs为处理信号中最高频率的2.5~4倍量化是对信号采样点取值进行数字化转换的过程。

现代信号处理复习提纲_2015-05

现代信号处理复习提纲_2015-05
d j ( k ) m g ( m 2k )c j 1 ( m )
小波变换与滤波器组
多分辨率分析(续)
(10a )
(10b)
将(4a)和(4b)代入式(9),得
f (t ) c j (k ) h(n) 2( j 1) / 2 ( 2 j 1 t 2k n) d j (k ) g ( n)2 ( j 1) / 2 (2 j 1 t 2k n)
Y ( z ) T ( z ) X ( z ) A( z ) X ( z ) 1 T ( z ) [ H 0 ( z )G0 ( z ) H1 ( z )G1 ( z )] 2
lifei@ 现代信号处理 15 lifei@
现代信号处理 14
完全重构条件
• 由此可见:小波变换可通过滤波器组来实现 • 假如信号x(n)或X(z)经小波或子带分解(分析滤波器组) 后又经综合滤波器组合成为x’(n)或X’(z)。则X’(z)可能出 现三种失真:混叠失真、相位失真和幅度失真。 - 要使整个系统输出没有混叠失真,须使 G0(z)H0(-z)+ G1(z)H1(-z)=o (a) - 要使整个系统输出没有相位失真和幅度失真,须使 (b) G0(z)H0(z)+ G1(z)H1(z)=z-k 结论:满足(a)和(b)的滤波器组称为无混叠、无失真滤波 器组或完全重构滤波器组、式(a)和(b)称为完全重构条件。 只满足(a)或(b)的滤波器组称为无混叠或无失真的滤波器 组。
小波变换与滤波器组
小波变换的分类
WTx ( a, b) a ,b (t )x (t )dt

(1)
( 2)
其中
a ,b (t )
1 t b ( ) a a

现代数字信号处理复习题2014讲解

现代数字信号处理复习题2014讲解

现代数字信号处理技术复习题一、填空题1、平稳随机信号是指:概率分布不随时间推移而变化的随机信号,也就是说,平稳随机信号的统计特性与起始时间无关,只与时间间隔有关。

判断随机信号是否广义平稳的三个条件是:(1)x(t)的均值为与时间无关的常数:C t m x =)( (C 为常数) ;(2)x(t)的自相关函数与起始时间无关,即:)(),(),(ττx i i x j i x R t t R t t R =+=;(3)信号的瞬时功率有限,即:∞<=)0(x x R D 。

高斯白噪声信号是指:噪声的概率密度函数满足正态分布统计特性,同时其功率谱密度函数是常数的一类噪声信号。

信号的遍历性是指:从随机过程中得到的任一样本函数,好象经历了随机过程的所有可能状态,因此,用一个样本函数的时间平均就可以代替它的集合平均 。

广义遍历信号x(n)的时间均值的定义为: ,其时间自相关函数的定义为: 。

2、连续随机信号f(t)在区间上的能量E 定义为:其功率P 定义为:离散随机信号f(n)在区间上的能量E 定义为:其功率P 定义为:注意:(1)如果信号的能量0<E<∞,则称之为能量有限信号,简称能量信号。

(2)如果信号的功率0<P<∞,则称之为功率有限信号,简称功率信号。

3、因果系统是指:对于线性时不变系统,如果它在任意时刻的输出只取决于现在时刻和过去时刻的输入,而与将来时刻的输入无关,则该系统称为因果系统。

4、对平稳随机信号,其自相关函数为)(τx R ,自协方差函数为)(τx C , (1)当0→τ时,有:)(τx R =x D ,)(τx C =2x σ。

(2)当∞→τ时,有:)(τx R =2x m ,)(τx C =0。

5、高斯-马尔可夫随机信号的自相关函数的一般表达式可表示为:||)(τβητ-e R x = 。

6、高斯–马尔可夫信号)(t x 的自相关函数为||410)(ττ-e R x =,其均值 0)(=∞=x x R m ,均方值10)0(==x x R D ,方差102==x D σ。

现代信号处理基础阅读笔记

现代信号处理基础阅读笔记

《现代信号处理基础》阅读笔记目录一、内容概览 (1)二、信号处理的基本概念 (2)三、信号处理技术的发展历程及现状 (3)四、信号处理的应用领域 (5)五、现代信号处理基础 (6)1. 信号分类与特性分析 (8)2. 信号处理系统构成及功能 (10)3. 信号处理的关键技术 (11)六、信号处理中的数学工具 (13)1. 高等数学基础 (15)(1)微积分理论与应用 (16)(2)微分方程理论与应用 (17)(3)函数与变换理论等 (19)2. 信号与系统分析基础 (21)(1)信号的时域分析 (22)(2)信号的频域分析 (23)(3)信号的变换域分析等 (25)一、内容概览信号和系统的基本概念:在这一章节中,我了解到信号与系统的定义,性质以及基本分析方法。

这些内容为我理解后续复杂的内容打下了基础。

信号处理的基本原理:涵盖了信号处理的各个方面,包括滤波、变换、调制、解调等基本原理。

这些原理是信号处理技术的核心,对于理解现代通信、音频处理等领域至关重要。

数字信号处理:详细介绍了数字信号处理的基本原理和方法,包括信号的数字化表示、采样、量化等。

这部分内容也介绍了数字滤波器和数字信号处理算法的应用。

现代信号处理的应用:该部分讨论了信号处理在通信、医学影像处理、音频处理等领域的应用。

我认识到信号处理不仅仅是一种理论或技术,它在实际生活中的应用是广泛且深入的。

信号检测与估计理论:此部分详细介绍了信号检测与估计的基本原理和方法,包括信号检测、参数估计等内容。

这些内容对于理解无线通信、雷达等领域有着重要的价值。

信号的变换理论:涵盖了信号的各类变换理论,如傅里叶变换、小波变换等。

这些变换理论在信号分析和处理中发挥着重要的作用。

通过阅读这些内容,我对现代信号处理有了更深入的理解,也认识到了信号处理在现代社会中的重要作用。

在接下来的阅读中,我期待更深入地了解这些理论在实际应用中的实现方式,以及面临的挑战和未来的发展趋势。

现代信号处理知识点总结

现代信号处理知识点总结

现代信号处理知识点总结引言信号处理是一个广泛的领域,涉及到从基本的模拟信号处理到复杂的数字信号处理等多个方面。

在现代社会中,信号处理技术已经得到广泛应用,涉及到通信、图像处理、音频处理、生物医学工程等众多领域。

信号处理技术的不断发展和应用,为我们的生活带来了很多方便和改变。

本文将从基本的信号处理原理到现代的数字信号处理技术,对信号处理的知识点进行总结和介绍。

基本信号处理原理在信号处理领域,信号是指随着时间的变化而变化的一种物理量。

信号可以分为模拟信号和数字信号两种类型。

模拟信号是连续变化的信号,而数字信号是离散的信号。

在信号处理中,我们要对信号进行采样、量化和编码等处理。

采样是指在一定时间间隔内对模拟信号进行采集,得到离散的样本点。

采样过程中,需要考虑采样频率和最高频率的问题。

采样频率过低会导致信号失真,而采样频率过高会浪费资源。

量化是指将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。

量化过程中,需要确定量化级数和量化误差等参数。

量化级数越大,信号的精度越高,但会增加数据量。

而量化误差是指模拟信号与数字信号之间的误差,它会影响信号的质量。

编码是指将量化后的数字信号进行编码传输或存储。

在信号处理中,有很多种编码方式,如脉冲编码调制(PCM)、脉冲位置调制(PPM)、脉冲振幅调制(PAM)等。

不同的编码方式有不同的特点和适用场景。

数字信号处理技术数字信号处理(DSP)是对数字信号进行处理和分析的技术。

它具有精度高、灵活性强、稳定可靠等优点,因此在通信、音视频处理、生物医学工程等领域得到广泛应用。

数字信号处理技术主要包括信号滤波、信号变换、频谱分析、时域分析等多个方面。

信号滤波是指通过对信号进行滤波,去除噪声和干扰等不必要的成分,保留信号中有用的信息。

滤波技术主要包括数字滤波器设计、滤波器特性、滤波器实现等内容。

数字滤波器可以分为有限脉冲响应(FIR)滤波器和无限脉冲响应(IIR)滤波器两种类型。

信号变换是将一个信号转换成另一个信号的过程。

《现代信号处理》复习提纲及作业

《现代信号处理》复习提纲及作业

《现代信号处理》复习提纲及作业复习提纲(2010年6⽉)⼀.多速率信号处理与⼩波变换1.抽取、内插与多相分解的概念、抽取与内插之后频谱的变化情况、抽取与内插所涉及的低通滤波器的作⽤;2.FIR滤波器、IIR滤波器的多相分解表⽰;了解多相滤波器的应⽤;3.⼩波变换的基本概念、理论基础(是建⽴在多速率滤波和多分辨率分析基础上的)和实现⽅法(通过滤波器组实现),与短时傅⾥叶变换的主要区别。

⼆.随机信号谱估计1.平稳随机过程的基本数字特征:均值、⽅差、⾃相关函数的定义及相互关系式;2.平稳随机过程的⾃相关函数与功率谱的关系、⽩噪声过程⾃相关函数与功率谱的特点;3.三种信号模型的的特点、系统函数、时域差分⽅程和谱分解定理)(要求掌握基于信号模型的功率谱计算⽅法)4.⽩噪声过程激励AR模型的输⼊输出关系式(包括相关域和谱域)、AR模型与预测误差滤波器的关系;5.AR模型正则⽅程的获取过程(由时域差分⽅程代⾃相关函数定义式推导);知道求解AR模型参数的Levinson-Durbin算法、Burg算法,要求掌握Levinson 关系式,Burg算法与Levinson-Durbin算法的⽐较;6.横向型预测误差滤波器和格型预测误差滤波器结构;7.特征分解谱估计及⾼阶统计量要求掌握基本概念。

三.⾃适应滤波1.⾃适应滤波的基本概念、维纳滤波和卡尔曼滤波异同点;2.掌握维纳解的求解⽅法,两种最基本的⾃适应算法(LMS算法、RLS算法)的性能⽐较;3.LMS 算法中失调的概念及产⽣的原因;4.FIR ⾃适应滤波器和IIR ⾃适应滤波器的基本结构;FIR ⾃适应滤波器和IIR ⾃适应滤波器各⾃的优缺点;5.掌握前向预测、后向预测和联合过程估计的基本概念和特点,格型⾃适应滤波器的基本原理和实现⽅法;6.Laguerre 横向滤波器的结构特点;7.⾃适应滤波器的四种主要应⽤四.⼈⼯神经⽹络(ANN )1.组成⼈⼯神经⽹络的三要素(神经元、⽹络拓扑、学习算法);⼈⼯神经元模型的结构特点,常⽤的激活函数;2.三种学习规则(误差修正学习、Hebb 学习、竞争学习);3.信号处理领域常⽤的三种⼈⼯神经⽹络(多层前向神经⽹络、⾃组织神经⽹络、Hopfield 神经⽹络),各⾃的特点及主要应⽤;⼤型作业:(以下4个题⽬任选3题完成)1. 请⽤多层感知器(MLP )神经⽹络误差反向传播(BP )算法实现异或问题(输⼊为[00;01;10;11]X T =,要求可以判别输出为0或1),并画出学习曲线。

现代信号处理复习题

现代信号处理复习题

现代信号处理复习题1. 试说明维纳滤波器和卡尔曼滤波器的主要异同?2. LMS 算法与最陡下降法有何异同?什么叫LMS 算法的学习曲线?平均学习曲线和个别学习曲线的不同点是什么?为什么平均学习曲线的稳态值高于维纳滤波时的最小均方误差?3.为什么不用信号的傅里叶变换而用功率谱描述随机信号的频率特性?周期图作谱估计时,211ˆ()()N j nXXn P x n eNωω--==∑ 说明为什么可用FFT 进行计算?周期图的谱分辨率较低,且估计的方差也较大,说明造成这两种缺点的原因以及无论选什么样的窗函数,都难以从根本上解决问题的原因。

4.简述人工自适应系统的特点和建立自适应系统一般应该满足的要求。

5. 简述Wold 分解定理。

6. 简述自适应滤波的最陡下降法基本思想。

7. 说明LMS 算法与RLS 算法的代价函数。

8.一个线性时不变因果系统由差分方程)1(21)()1(41)(-+=-+n x n x n y n y 描述,求该系统的频率响应。

9.若{}{}1,1)1(),0()(==h h n h ,{}{}4,3,2,1)3(,),0()(=⋅⋅⋅=x x n x ,则)(n x 和)(n h 的线性卷积=)3(y 。

10.已知一IIR 数字滤波器的系统函数18.011)(-+=z z H ,则该滤波器的类型为(低通、高通、带通、带阻)11.若[]x n 是白噪声[]w n 通过一个一阶LTI 系统11()10.25H z z -=-产生的随机过程,已知白噪声的方差21wσ=,求信号[]x n 功率谱。

12. 描述AR 模型的正则方程,即Yuler-Walker 方程的矩阵。

13.设()x n 是一个宽平稳随机过程,均值为x m ,自相关为()x r k ,若()x n 通过一个单位采样响应为()h n 的稳定线性时不变系统,写出输出随机过程()y n 的均值,自相关函数。

14.设()x n 为AR (1)过程,自相关序列为()k x r k α=,试设计其最优线性预测器。

现代信号处理考试题word版

现代信号处理考试题word版

一、 基本概念填空1、 统计检测理论是利用信号与噪声的统计特性等信息来建立最佳判决的数学理论。

2、 主要解决在受噪声干扰的观测中信号有无的判决问题3、 信号估计主要解决的是在受噪声干扰的观测中,信号参量和波形的确定问题。

4、 在二元假设检验中,如果发送端发送为H 1,而检测为H 0,则成为漏警,发送端发送H 0,而检测为H 1,则称为虚警。

5、 若滤波器的冲激响应时无限长,称为 IIR 滤波器,反之,称为 FIR 滤波器6、 若滤波器的输出到达最大信噪比成为匹配滤波器;若使输出滤波器的均方估计误差为最小,称为维纳滤波器。

7、 在参量估计中,所包含的转换空间有参量空间和观测空间8、 在小波分析中,小波函数应满足∫φ(t )dt =0+∞−∞和∫|φ(t )|dt =1+∞−∞两个数学条件。

9、 在小波的基本概念中,主要存在F (w )=∫f(t)e −iωt dt +∞−∞和f(t)=12π∫F(w)e iωt dw +∞−∞两个基本方程。

(这个不确定答案,个人感觉是) 10、 在谱估计中,有经典谱估计和现代谱估计组成了完整的谱估计。

11、 如果系统为一个稳定系统,则在Z 变换中,零极点的分布应在单位圆内,如果系统为因果系统,在拉普拉斯变换中,零极点的分布应在左边平面。

二、 问题1、 在信号检测中,在什么条件下,使用贝叶斯准则,什么条件下使用极大极小准则?什么条件下使用Neyman-Pearson 准则?答:先验概率和代价函数均已知的情况下,使用贝叶斯准则,先验概率未知,但可选代价函数时,使用极大极小准则,先验概率和代价函数均未知的情况下,使用Neyman-Pearson 准则。

2、 在参量估计中,无偏估计和渐进无偏估计的定义是什么?答:无偏估计:若估计量的均值等于被估计量的均值(随机变量),即E(θ̃)=E(θ)或等于被估计量的真值(非随机参量)E(θ̃)=θ,则称θ̃为θ的无偏估计。

渐进无偏估计:若lim N→∞E{θ̃}=E(θ ),称θ̃为θ的渐进无偏估计。

现代数字信号处理复习题

现代数字信号处理复习题

1.现代信号处理的范畴主要包含哪几个方面?它们与经典信号处理有何联系与区别?2.严平稳和弱平稳随机信号在概念上有何区别?严平稳随机信号是否一定是弱平稳的?试以严平稳和弱平稳白噪声〔其均值与方差相同〕为例,说明严平稳和弱平稳随机信号的区别。

3.随机信号的均值、均方值和方差等数值特征与随机变量的这些数值特征在形式上有何区别?为什么会出现这种区别?而平稳随机信号的这些数值特征在形式上与随机变量的数值特征相同,它们在含义上有何区别?4.自相关函数的直观物理含义是什么?如何理解白噪声自相关函数的特点?一个方差为2σ的平稳白噪声序列,试写出其n 阶自相关函数矩阵和自协方差矩阵。

5.试证明实平稳随机信号自相关函数和互相关函数的以下性质: 〔1〕()(), ()()xx xx xy yx r m r m r m r m =-=-; 〔2〕[]2(0)()xx r E x n =;〔3〕(0)(), for any integer xx xx r r m m ≥;〔4〕2lim (), lim ()xx x xy x y m m r m m r m m m →∞→∞==。

6.两个实平稳随机信号的互功率谱是否一定为实函数? 答:不一定。

7.随机信号的独立性和相关性之间有什么联系与区别?试证明两个相互独立的随机信号必然是不相关的。

8.结合随机过程数字特征的含义以与维纳-辛钦定理,根据你的理解,阐述弱平稳随机信号定义中的两个条件:〔1〕()()x x x m n m n l m =+=,〔2〕1122(,)(,)()xx xx xx r n n m r n n m r m +=+=分别体现了平稳随机信号哪些方面的特性。

9.试叙述你对“平稳随机过程各态历经性〞的理解。

平稳随机信号的各态历经性对简化其分析过程有什么帮助?10. 平稳随机信号通过LTI 系统后,其功率谱将如何变化?这种功率谱的变化在实际应用中有何意义?11. 设有一LTI 系统,其频率特性未知,试根据LTI 系统输入输出信号互功率谱与输入信号功率谱之间的关系,以白噪声作为输入,设计一个方案,估计该LTI 系统的频率特性。

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Ch5/6多速率信号处理与小波
1.抽取、内插与多相分解的概念、抽取与内插之后频 谱的变化情况、抽取与内插所涉及的低通滤波器的 作用、六个等效关系式;
2 . FIR 滤波器、 IIR 滤波器的多相分解表示;了解多 相滤波器的应用;
3 .小波变换的基本概念、理论基础(是建立在多速 率滤波和多分辨率分析基础上的)和实现方法(通 过滤波器组实现),与短时傅里叶变换的主要区别。
本课程的教学内容:
第1章 数字信号处理基础 第2章 随机信号谱估计 第3章 最优滤波 第4章 自适应滤波
第5章 自适应滤波器的算子理论及其应用
第6章 多抽样率信号处理与滤波器组 第7章 小波变换 第8章 人工神经网络(ANN)
Ch1 数字信号处理基础
熟悉基本概念 离散时间信号与系统:采样/变换/因果稳定性等 随机信号:数字特征/平稳/遍历/功率谱/通过线性系统, 高斯过程/白噪声/谐波过程, 有理分式模型/谱分解定理 估计理论:最小均方误差估计/一致估计等 jω 维纳—辛钦定理: S x (e ) = Rx (m)e -jωm
张玲华
研究生现代信号处理(ASP):
得出优化算法,应用于滤波、谱分析等。
理论和方法
以最优化方法为基础,确定一种最优准则,在此准则下, ◆ 滤波——最优滤波(用于分离相加性组合的信号,但 不要求频谱占据不同的频段,例如,白噪声中的信号) ◆ 谱分析——现代谱估计(不同于傅里叶分析的谱分析 方法) 另外,还有同态滤波(用于分离相乘性组合、卷积性组合 的信号)以及信号处理的新进展:人工神经网络、模糊、 分形、小波、混沌、进化计算等等。
[10]《随机信号分析》,杨福生著。北京:清华大学出版社,1990。
本课程的参考文献:
[11]《现代谱估计——原理及应用》,萧先赐著。哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1991。 [12]《现代数字信号处理》,张贤达著。北京:清华大学出版社,2002。 [13]《现代信号处理教程》,胡广书著,北京:清华大学出版社,2004。 [14]《小波变换的工程分析与应用》,杨福生著。北京:科学出版社,1999。 [15]《自适应滤波器原理》,Simon Haykin 著,郑宝玉等译。北京:电子工业出版社, 2003。
7.特征分解谱估计及高阶统计量要求掌握基本概念。
Ch3/4 自适应信号处理
1.自适应滤波的基本概念、维纳滤波和卡尔曼滤波异同点; 2.掌握维纳解的求解方法,两种最基本的自适应算法(LMS算 法、RLS算法)的性能比较;
3.LMS算法中失调的概念及产生的原因;
4.FIR自适应滤波器和IIR自适应滤波器的基本结构;FIR自适 应滤波器和IIR自适应滤波器各自的优缺点; 5.掌握前向预测、后向预测和联合过程估计的基本概念和特点, 格型自适应滤波器的基本原理和实现方法; 6.Laguerre横向滤波器的结构特点; 7.自适应滤波器的四种主要应用。
相关卷积定理:卷积的相关等于相关的卷积 输出功率谱等于输入功率谱与系统能量谱的乘积 有理谱密度概念(谱分解定理)及其应用(计算功率谱方法)
n=- Βιβλιοθήκη 参数模型法谱估计的思想:
S x (e ) = σ H(e )
2 w


2
Ch2 随机信号谱估计
1.平稳随机过程的基本数字特征:均值、方差、自相关函数的定
本课程的参考文献:
[1]《ADAPTIVE FILTER THEORY》,Simon Haykin 著。北京:电子工业出版社,1998。 [2]《快速自适应信息处理》,陈尚勤、李晓峰著。北京:人民邮电出版社,1993。 [3]《现代数字信号处理》,姚天任、孙洪著。武汉:华中理工大学出版社,1999。 [4]《现代谱估计原理与应用》,[美]S.M.凯依著,黄建国、武延祥、杨世兴译。北 京:科学出版社,1994。 [5]《数字信号处理——理论、算法与实现》(第二版),胡广书著。北京:清华大学 出版社,2012年6月。 [6]《现代数字信号处理》,张贤达著。北京:清华大学出版社,1995。 [7]《数字信号处理》(下册),吴兆熊、黄振兴、黄顺吉著。北京:国防工业出版社, 1985。 [8]《数字信号处理与应用》,张宗橙、张玲华、曹雪虹著。南京:东南大学出版社, 1997。 [9]《现代谱估计》,王宏禹著。南京:东南大学出版社,1991。
义及相互关系式; 2.平稳随机过程的自相关函数与功率谱的关系、白噪声过程自相 关函数与功率谱的特点; 3.三种信号模型的的特点、系统函数、时域差分方程和谱分解定 理)(要求掌握基于信号模型的功率谱计算方法) 4 .白噪声过程激励 AR 模型的输入输出关系式(包括相关域和谱 域)、AR模型与预测误差滤波器的关系; 5.AR模型正则方程的获取过程(由时域差分方程代自相关函数定 义 式 推 导); 知 道 求 解 AR 模 型 参 数的 Levinson-Durbin 算 法 、 Burg 算 法 , 要 求 掌 握 Levinson 关 系 式 , Burg 算 法 与 LevinsonDurbin算法的比较; 6.横向型预测误差滤波器和格型预测误差滤波器结构;
Ch7 人工神经网络
组成人工神经网络的三要素(神经元、网络拓扑、学习算法);
人工神经元模型的结构特点,常用的激活函数;
三种学习规则(误差修正学习、 Hebb学习、竞争学习); 信号处理领域常用的三种人工神经网络(多层前向神经网络、
自组织神经网络、Hopfield神经网络); 三种人工神经网络各自的特点及主要应用。
[16]《人工神经网络与模拟进化计算》,阎平凡、张长水著。北京:清华大学出版社, 2000。
[17]《人工神经网络与盲信号处理》,杨行峻、郑君里著。北京:清华大学出版社, 2003。 [18]《通信信号处理》,张贤达、保铮著。北京:国防工业出版社,2000。 [19]《自适应信号处理》,何振亚著。北京:科学出版社,2002。 [20]《离散信号的滤波》,王欣、王德隽著。北京:电子工业出版社,2002。 [21]《随机信号处理》,张玲华、郑宝玉著。北京:清华大学出版社,2003。 [22]《现代数字信号处理》,杨绿溪著。北京:科学出版社,2007。
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