自适应滤波算法与实现
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自适应滤波算法与实现
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1
第一节 什么是数字信号
处理
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2
数字信号处理基础
1.什么是数字信号处理 2.数字信号处理的实现 3.数据信号处理的特点 4.数字信号处理的应用领域 5. DSP技术的发展趋势
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3
DSP 的定义
DSP 为 Digital Signal Processing （数字信号处理）和 Digital Signal Processor （数字信号处理器） 的缩写。
它通常都是通过对连续信号采样而得到的。
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10
模拟信号和数字信号
•模拟信号：指幅度连续的信号，通常指时 间和幅度上都是连续的信号。
•数字信号：时间和幅度上都是离散的信号。
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11
确定性信号和随机信号
确定性信号：它的每一个值可以用有限个参量来 唯一地加以描述。
例：直流信号：仅用一个参量可以描述。 阶跃信号：可用幅度和时间两个参量描述。 正弦波信号：可用幅度、频率和相位三个参量 来描述。
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5
信号
信号是一种物理体现。在信号处理领域中，信号被定 义为一个随机变化的物理量。
•例如：为了便于处理，通常都使用传感器把这些真实 世界的物理信号------>电信号，经处理的电信号--->传 感器--->真实世界的物理信号。
如现实生活中最常见的传感器是话筒、扬声器 话筒(将声压变化)--->电压信号-->空气压力信号(扬声
量化和数字化。
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21
数字信号处理器(DSP)
•按照预定要求，在处理器中将信号序列x(n)进 行加工处理得到输出信号y(n).
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22
D/A变换器
•由一个进制流产生一个阶梯波形，是形成模拟 信号的第一步。
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23
后置滤波器
•把阶梯波形平滑成预期的模拟信号。 •以滤除掉不需要的高频分量，生成所需的模拟
国际广播，军事通信无绳电话，电报，传真)
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7
信号的最基本的参数
•30-300MHz:Very High frequency (VHF)(调频FM，VHF 电视)
•0.3~3GHz:Ultra high frequency (UHF)(UHF电视，蜂窝 电话，雷达，微波，个人通信)
•频率低20Hz范围，称为次声波，它不能被听到，当强度 足够大，能被感觉到。(处于VLF Very low frequency)
•用这一方法优点：可适用于各种数字信号处理 的应用场合，很灵活。
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17
数字信号处理基本应用
•数字信号处理对于很多的应用都是必需的：
语音合成 回声处理 数字信号及图像滤波 文字识别 声音压缩 音乐合成 水印加密 数字测绘
图像边缘检测 噪音控制 地震波分析 图像压缩 语音识别 数字音频
图像文字识别 建筑音响
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18
数字信号处理系统的基本组成
以下所讨论的是模拟信号的数字信号处理系统.
•频率20Hz~20KHz称为声波，Low frequency (处于LF) •频率>20KHz称为超声波，具有方向Leabharlann Baidu，可以成束(处于
LF)
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8
信号分类
•连续信号和离散信号 •模拟信号和数字信号 •确定性信号和随机信号
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9
连续信号和离散信号
•连续信号：指随时间信号而连续变化的信号。 •离散信号：只有在离散的时间点有确定的值。
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12
确定性信号和随机信号
随机信号：不能用有限的参量加以描述。也无 法对它的未来值确定地参预测。它只能通过统计
学的方法来描述(概率密度函数来描述)。 例：许多自然现象所发生的信号、语音信号、图
象信号、噪声都是随机信号。它们具有幅度 (能量)随机性、或具有发生时间上的随机性或 二都兼有
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19
前置滤波器
•将输入信号xa(t)中高于某一频率(称折叠频率，
等于抽样频率的一半)的分量加以滤除。
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20
A/D变换器
•由模拟信号产生一个二进制流。 •在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次
xa(t)的幅度，抽样后的信号称为离散信号。 A/D转换分两步进行：第一步，采样。第二步
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4
DSP 的定义
凡是利用数字计算机或专用数字硬件、对数字信号所 进行的一切变换或按预定规则所进行的一切加工处理 运算。
•例如：滤波、检测、参数提取、频谱分析等。
•对于DSP:狭义理解可为Digital Signal Processor 数字 信号处理器。广义理解可为Digital Signal Processing 译为数字信号处理技术。在此我们讨论的DSP的概念 是指广义的理解。
13
信号处理
•滤波 •变换 •压缩 •估计 •识别
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14
数字信号处理的学科概貌
1.数字信号处理开端 •在国际上一般把1965年由Cooley-Turkey提出快
速付里叶变换(FFT)的问世，作为数字信号处 理这一学科的开端。 •而它的历史可以追溯到17世纪--18世纪，也即 牛顿和高斯的时代。
器)
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6
信号的最基本的参数
•频率和幅度 •3-30kHz:Very low frequency VLF (潜水艇导航) •30-300kHz:Low frequency LF (潜水艇通信) •300~3000kHz:Medium frequency (调幅广播) •3-30MHz:High frequency (HF) (无线电爱好者，
信号ya(t).
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24
第二节 数字信号处理的
实现
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25
数字信号处理实现方法
•1.采用大、中小型计算机和微机。
•2.用单片机。 •3.利用通用DSP芯片 •4.利用特殊用途的DSP芯片
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26
采用大、中小型计算机和微机
•工作站和微机上各厂家的数字信号软件，如有 各种图象压缩和解压软件。
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15
数字信号处理领域的理论基础
•数字信号处理的基本工具：微积分，概率统计，
随机过程，高等代数，数值分析，近代代数， 复杂函数。
•数字信号处理的理论基础：离散线性变换(LSI) 系统理论，离散付里叶变换(DFT)。
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16
“数字信号处理”又成为一些学科的理 论基础
•在学科发展上，数字信号处理又和最优控 制，通信理论，故障诊断等紧紧相连， 成为人工智能，模式识别，神经网络， 数字通信等新兴学科的理论基础。
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1
第一节 什么是数字信号
处理
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2
数字信号处理基础
1.什么是数字信号处理 2.数字信号处理的实现 3.数据信号处理的特点 4.数字信号处理的应用领域 5. DSP技术的发展趋势
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3
DSP 的定义
DSP 为 Digital Signal Processing （数字信号处理）和 Digital Signal Processor （数字信号处理器） 的缩写。
它通常都是通过对连续信号采样而得到的。
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10
模拟信号和数字信号
•模拟信号：指幅度连续的信号，通常指时 间和幅度上都是连续的信号。
•数字信号：时间和幅度上都是离散的信号。
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11
确定性信号和随机信号
确定性信号：它的每一个值可以用有限个参量来 唯一地加以描述。
例：直流信号：仅用一个参量可以描述。 阶跃信号：可用幅度和时间两个参量描述。 正弦波信号：可用幅度、频率和相位三个参量 来描述。
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信号
信号是一种物理体现。在信号处理领域中，信号被定 义为一个随机变化的物理量。
•例如：为了便于处理，通常都使用传感器把这些真实 世界的物理信号------>电信号，经处理的电信号--->传 感器--->真实世界的物理信号。
如现实生活中最常见的传感器是话筒、扬声器 话筒(将声压变化)--->电压信号-->空气压力信号(扬声
量化和数字化。
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21
数字信号处理器(DSP)
•按照预定要求，在处理器中将信号序列x(n)进 行加工处理得到输出信号y(n).
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22
D/A变换器
•由一个进制流产生一个阶梯波形，是形成模拟 信号的第一步。
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23
后置滤波器
•把阶梯波形平滑成预期的模拟信号。 •以滤除掉不需要的高频分量，生成所需的模拟
国际广播，军事通信无绳电话，电报，传真)
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信号的最基本的参数
•30-300MHz:Very High frequency (VHF)(调频FM，VHF 电视)
•0.3~3GHz:Ultra high frequency (UHF)(UHF电视，蜂窝 电话，雷达，微波，个人通信)
•频率低20Hz范围，称为次声波，它不能被听到，当强度 足够大，能被感觉到。(处于VLF Very low frequency)
•用这一方法优点：可适用于各种数字信号处理 的应用场合，很灵活。
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数字信号处理基本应用
•数字信号处理对于很多的应用都是必需的：
语音合成 回声处理 数字信号及图像滤波 文字识别 声音压缩 音乐合成 水印加密 数字测绘
图像边缘检测 噪音控制 地震波分析 图像压缩 语音识别 数字音频
图像文字识别 建筑音响
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18
数字信号处理系统的基本组成
以下所讨论的是模拟信号的数字信号处理系统.
•频率20Hz~20KHz称为声波，Low frequency (处于LF) •频率>20KHz称为超声波，具有方向Leabharlann Baidu，可以成束(处于
LF)
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信号分类
•连续信号和离散信号 •模拟信号和数字信号 •确定性信号和随机信号
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9
连续信号和离散信号
•连续信号：指随时间信号而连续变化的信号。 •离散信号：只有在离散的时间点有确定的值。
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12
确定性信号和随机信号
随机信号：不能用有限的参量加以描述。也无 法对它的未来值确定地参预测。它只能通过统计
学的方法来描述(概率密度函数来描述)。 例：许多自然现象所发生的信号、语音信号、图
象信号、噪声都是随机信号。它们具有幅度 (能量)随机性、或具有发生时间上的随机性或 二都兼有
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19
前置滤波器
•将输入信号xa(t)中高于某一频率(称折叠频率，
等于抽样频率的一半)的分量加以滤除。
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20
A/D变换器
•由模拟信号产生一个二进制流。 •在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次
xa(t)的幅度，抽样后的信号称为离散信号。 A/D转换分两步进行：第一步，采样。第二步
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4
DSP 的定义
凡是利用数字计算机或专用数字硬件、对数字信号所 进行的一切变换或按预定规则所进行的一切加工处理 运算。
•例如：滤波、检测、参数提取、频谱分析等。
•对于DSP:狭义理解可为Digital Signal Processor 数字 信号处理器。广义理解可为Digital Signal Processing 译为数字信号处理技术。在此我们讨论的DSP的概念 是指广义的理解。
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信号处理
•滤波 •变换 •压缩 •估计 •识别
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14
数字信号处理的学科概貌
1.数字信号处理开端 •在国际上一般把1965年由Cooley-Turkey提出快
速付里叶变换(FFT)的问世，作为数字信号处 理这一学科的开端。 •而它的历史可以追溯到17世纪--18世纪，也即 牛顿和高斯的时代。
器)
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6
信号的最基本的参数
•频率和幅度 •3-30kHz:Very low frequency VLF (潜水艇导航) •30-300kHz:Low frequency LF (潜水艇通信) •300~3000kHz:Medium frequency (调幅广播) •3-30MHz:High frequency (HF) (无线电爱好者，
信号ya(t).
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第二节 数字信号处理的
实现
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数字信号处理实现方法
•1.采用大、中小型计算机和微机。
•2.用单片机。 •3.利用通用DSP芯片 •4.利用特殊用途的DSP芯片
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采用大、中小型计算机和微机
•工作站和微机上各厂家的数字信号软件，如有 各种图象压缩和解压软件。
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15
数字信号处理领域的理论基础
•数字信号处理的基本工具：微积分，概率统计，
随机过程，高等代数，数值分析，近代代数， 复杂函数。
•数字信号处理的理论基础：离散线性变换(LSI) 系统理论，离散付里叶变换(DFT)。
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16
“数字信号处理”又成为一些学科的理 论基础
•在学科发展上，数字信号处理又和最优控 制，通信理论，故障诊断等紧紧相连， 成为人工智能，模式识别，神经网络， 数字通信等新兴学科的理论基础。