离散数字信号处理第一章.ppt

2 数字信号处理 * * — 信号和系统概念 — 什么是DSP？ — DSP的理论、实现、应用 — 关于本课的教学 内容: 信号定义 信号分类 典型信号 信号处理 离散时间信号处理（DTSP）和数字信号处理（DSP） DSP的优点 DSP的应用 本课程概要 绪 论 DSP(Digital Signal Processing)是近几十年发展起来的一门新兴学科。 DSP是利用计算机或专用设备，以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估值、识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的的一门学科。 一、数字信号处理的基本概念 信号: 信号是一个或多个独立变量的函数, 该函数含有物理系统的信息 或表示物理系统状态或行为。 (e.g.: i(t),v(t),g(x,y)). 独立变量: 时间、距离、速度、位置、温度和压力等 信号分类（1）按独立变量（自变量）分； （2）按信号取值定义值域（因变量）分。 按独立变量个数可分成：1-dimensional (1-D) , 2-D, to M-D. 按独立变量定义域和信号值域可分成：连续时间信号、模拟信号、离散时间信号和数字信号—— CTS、AS、DTS和DS （ Continuous-Time Signals→Analog Signals; Discrete-Time Signals →Digital Signals）. 1.信号概述 ——按独立变量个数分： 1-D 信号：单个独立变量的一维函数, e.g. 语音信号。 2-D 信号：两个独立变量的二维函数, e.g. 图象信号。 M-D 信号：多个独立变量的多维函数, e.g. 彩色视频信号(RGB) 。 波形: 信号幅度随独立变量变化的函数，通常1-D 信号的独立变量 为时间。 ——按独立变量连续性分： 连续时间信号 (CTS) ：独立时间变量连续有定义 (e.g.,x(t) )。 离散时间信号 (DTS) ：独立时间变量在离散时间点有定义{ x(nT)}。 模拟信号 (AS) ：独立时间变量连续有定义，且信号幅值连续有定义。 数字信号 (DS) ：独立时间变量在离散时间点有定义、信号幅值仅 取离散值，且通常用二进制编码表示。 信号类型 1. 连续时间信号：CTS(Continuous Time Signal/Analog Signal )—x(t) 2. 离散时间信号：DTS (Discrete Time Signal/Sequence)— x[n] （在离散时间点上取值） 信号举例 1. 信号的采集 实现信号的数字化，包括取样、量化。 2. 信号的分析 信号描述与运算，各种变换，时、频域分析。 3. 系统分析 线性系统与非~，时变系统与非~，线性时（移）不变系统，因果系统与非~，线性时（移）不变因果系统。 4. 快速算法 FFT, 快速卷积、相关算法。 5. 数字滤波技术 (1) IIR数字滤波器的分析与设计； (2) FIR数字滤波器的分析与设计。 2.数字信号处理的学科概貌（研究内容） 6. 信号的频谱分析与估值 确定信号：谱分析；随机信号：相关计算、 谱估计。 7. 特殊算法 反卷积，信号重构。 8. 数字信号处理的实现 (1) 在通用微机上，用软件实现; (2) 用单片机实现; (3) 专用数字信号处理芯片DSP。 2.数字信号处理的学科概貌（研究内容） 3.数字信号处理系统的基本组成 前置预滤波器 A/D变换器 数字信号处理器 D/A变换器 模拟滤波器 y(n) y(t) 掌握离散时间信号与系统的概念和基本理论； ?掌握离散时间信号的基本分析方法； ??能够设计和实现数字滤波器； ??能够应用数字信号处理的基本理论和方法,解决一些实际问题； ?了解数字信号处理技术的必威体育精装版进展，为今后从事该领域的工作 打下良好的基础。 教学目标 教材及参考书 数字信号处理教程，程佩青，清华大学出版社 数字信号处理——理论、算法与实现（第二版），胡广书，清华大学出版社 数字信号处理（第2版），俞卞章，西北工业大学出版社 A.V.奥本海姆，R.W.谢弗著，黄建国等译，离散时间信号处理，科学出版社 数字信号处理——使用MATLAB，刘树棠，西安交通大学出版社 实例： ●时间序列 (stock indices, production,