chap1-信號(hào)和信號(hào)處理(已修改)
2025-05-13 22:16 本頁(yè)面
【正文】 數(shù)字信號(hào)處理 徐瑩 自動(dòng)化學(xué)院 生醫(yī)所 電話： 18958008556 2022年 2月 ? 預(yù)修課程：信號(hào)與系統(tǒng) ? 面向?qū)ο螅弘妰x、生醫(yī)三年級(jí)學(xué)生 ? 考試方式及要求：考試和平時(shí)作業(yè)相結(jié)合，考試占 70%，平時(shí)作業(yè)占 30% 講授內(nèi)容與參考書(shū) 教材： 1. 朱軍，數(shù)字信號(hào)處理，合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2022 參考書(shū)： 1. 程佩青，數(shù)字信號(hào)處理教程，清華大學(xué)出版社， 2022 2. ， “Digital Signal Processing” ， 1975， 中譯本有多種 3. 胡廣書(shū)，數(shù)字信號(hào)處理 － 理論 、 算法與實(shí)現(xiàn) ，清華大學(xué)出版社， 1997 —信號(hào)和信號(hào)處理 分析 傅里葉變換 本課程內(nèi)容安排 5. 快速傅里葉變換 6. IIR濾波器設(shè)計(jì) 7. FIR濾波器設(shè)計(jì) 8. 總復(fù)習(xí) 本課程內(nèi)容安排 ? 本課程主要介紹了數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)理論及方法，主要包括 時(shí)域中的離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)、變換域中的離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)、連續(xù)時(shí)間信號(hào)的數(shù)字處理、數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)及數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法 等。 ? MATLAB是進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理實(shí)踐最方便、最能使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生興趣的平臺(tái) 。 ? 利用 Inter來(lái)擴(kuò)大自己的知識(shí)面和跟蹤本門(mén)學(xué)科的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。 ? 數(shù)字信號(hào)處理 (Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱(chēng)DSP)是一門(mén)涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。 ? 20世紀(jì) 60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號(hào)處理是一種 通過(guò)使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來(lái)處理現(xiàn)實(shí)信號(hào)的方法，這些信號(hào)由數(shù)字序列表示。 ? 在過(guò)去的二十多年時(shí)間里，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。 ? TI， ADI， FREESCALE等 什么是 DSP？ ——數(shù)字信號(hào) 處理 什么是 DSP？ ——數(shù)字信號(hào)處理器 ? DSP芯片，也稱(chēng)數(shù)字信號(hào)處理器，是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，其主要應(yīng)用是實(shí)時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法。 ? 它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱(chēng)道的兩大特色。 什么是 DSP？ ——數(shù)字信號(hào)處理器 ?根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的要求， DSP芯片一般具有如下主要特點(diǎn)： （ 1）在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法； （ 2）程序和數(shù)據(jù)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)； （ 3）片內(nèi)具有快速 RAM，通常可通過(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問(wèn)； （ 4）具有低開(kāi)銷(xiāo)或無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持； （ 5）快速的中斷處理和硬件 I/O支持； （ 6）具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器； （ 7）可以并行執(zhí)行多個(gè)操作； （ 8）支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。 DSP芯片 ——浮點(diǎn)與定點(diǎn) ? 定點(diǎn)與浮點(diǎn) DSP的基本差異在于它們各自對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)字表示法不同。定點(diǎn)硬件嚴(yán)格執(zhí)行整數(shù)運(yùn)算，而浮點(diǎn) DSP 既支持整數(shù)運(yùn)算又支持實(shí)數(shù)運(yùn)算，后者以科學(xué)計(jì)數(shù)法進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。字長(zhǎng)為 16 位的定點(diǎn) DSP 實(shí)現(xiàn) 64K 的精度，帶符號(hào)整數(shù)值范圍為 215 至 2151。 ? 與此相對(duì)比，浮點(diǎn) DSP將數(shù)據(jù)路徑分為兩部分：一是可用作整數(shù)值或?qū)崝?shù)基數(shù)的尾數(shù)，二是指數(shù)。由于其較長(zhǎng)的字長(zhǎng)與取冪范圍，這樣的動(dòng)態(tài)范圍大大高于定點(diǎn)格式可提供的精確度。 ? 單精度浮點(diǎn) ——32位，尾數(shù)為 24位，指數(shù)為 8位。 ? 雙精度浮點(diǎn) ——64位，尾數(shù)為 53位，指數(shù)為 11 位。 DSP的典型應(yīng)用 ? ? ? ? ，噪聲對(duì)消技術(shù)，電機(jī)控制，圖像處理等等 ? 可以說(shuō) DSP是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的重要基石，它在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的地位與 CPU在 PC時(shí)代的地位是一樣的。 例 ? 它是最早采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的領(lǐng)域之一。 ? 本世紀(jì) 50年代提出語(yǔ)音形成數(shù)字模型，經(jīng)過(guò)十多年對(duì)語(yǔ)音的分析、綜合、證明是正確的。 ? 在語(yǔ)音領(lǐng)域現(xiàn)存在著三種系統(tǒng)： 語(yǔ)音分析系統(tǒng) ： (自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，它能識(shí)別語(yǔ)音，辨認(rèn)說(shuō)話的人是誰(shuí)，而且破譯后，能立即作出決斷。 語(yǔ)音綜合系統(tǒng) ：盲人的自動(dòng)閱讀機(jī)，聲音響應(yīng)的計(jì)算機(jī)終端，會(huì)說(shuō)話玩具，家用電器 (CD,VCD,DVD)。 語(yǔ)音分析綜合系統(tǒng) ：語(yǔ)音存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)。 ? 即廣泛應(yīng)用于電話竊聽(tīng)。即應(yīng)用于語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音增強(qiáng)、說(shuō)話人確認(rèn)、語(yǔ)音郵件、語(yǔ)音存儲(chǔ)等。 例 ? 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)成功應(yīng)用的圖像處理方法有：
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