現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理概論(編輯修改稿)
2025-06-15 10:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)量噪聲是不相關(guān)的；而在 Weiner濾波器中還必須假定信號(hào)是平穩(wěn) 的，等。總之各有所用，要針對(duì)不同的問題采用不同濾波器。譬如，要濾除工頻 50HZ的影響，顯然不宜采用 Kalman濾波器，可以采用限波器就可以了。 目的和要求 ? 主要討論基于信號(hào)模型分析和濾波的基本理論和基本方法，以 自適應(yīng)濾波器 和現(xiàn)代譜估計(jì) 為核心內(nèi)容，并介紹現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理的新技術(shù)。該課程為眾多信號(hào)處理的應(yīng)用領(lǐng)域打下基礎(chǔ)，包括通信、聲學(xué)、圖像、雷達(dá)、聲納、生物醫(yī)學(xué)、地球物理等領(lǐng)域的信號(hào)處理。 概要 ? 起源于十七和十八世紀(jì)數(shù)學(xué)的一個(gè)學(xué)科 ? 主要研究用數(shù)字或符號(hào)序列表示信號(hào)，處理這些序列 ? 目的 ? 估計(jì)信號(hào)的特征參數(shù) （腦電圖和心電圖分析，或語音傳輸分析和語音識(shí)別系統(tǒng)中 ） ? 把信號(hào)變換成某種更符合要求的形式 （信號(hào)在通信信道上傳輸時(shí)，要受到各種干擾，其中包括信道失真、衰落和混入背景噪聲，接受機(jī)的任務(wù)之一就是要補(bǔ)償?shù)暨@些干擾 ） 概 要（續(xù)一） ? 信號(hào)分類 確定性信號(hào)：可以用明確數(shù)學(xué)關(guān)系表示的信號(hào)； 隨機(jī)信號(hào)：統(tǒng)計(jì)特征隨時(shí)間改變。 ? 隨機(jī)信號(hào) 賦于統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)的信號(hào) 不是有限能量的，不是周期性的，不能用確定性的時(shí)間函數(shù)來描述，不能準(zhǔn)確地加以重現(xiàn) ? 隨機(jī)信號(hào)處理 對(duì)隨機(jī)信號(hào)進(jìn)行加工或變換 ? 數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 統(tǒng)計(jì)學(xué)中的判決理論和統(tǒng)計(jì)估計(jì)理論 ? 目的 從各種實(shí)際信號(hào)中提取有用的信號(hào) 概 要（續(xù)二） ? 對(duì)象 物理信號(hào) (如電信號(hào)、光信號(hào)、聲信號(hào)及震動(dòng)信號(hào)等等 ) ? 應(yīng)用領(lǐng)域 生物醫(yī)學(xué)工程、聲學(xué)、聲納、雷達(dá)、地震學(xué)、語音通信、數(shù)據(jù)通信、核子科學(xué)等 歷史 經(jīng)典隨機(jī)信號(hào)理論 20世紀(jì) 40年代和 50年代 現(xiàn)代隨機(jī)信號(hào)處理理論 20世紀(jì) 50年代以后 經(jīng)典隨機(jī)信號(hào)處理 理論和技術(shù)生長、發(fā)展和成熟時(shí)期 ? 整個(gè) 40年代是隨機(jī)信號(hào)理論的初創(chuàng)和奠基時(shí)期 ? 維納濾波理論 40年代， Wiener和柯爾莫哥羅夫 ? 匹配濾波器理論 諾斯（ ）于1946 ? 理想接受機(jī)理論 科捷利尼科夫（ ）于 1946 維納濾波器 ? 從連續(xù)的（或離散的）輸入數(shù)據(jù)中濾除噪聲和干擾以提取有用信息的過程稱為 濾波 ，而相應(yīng)的裝置稱為濾波器。根據(jù)濾波器的輸出是否為輸入的線性函數(shù)，可將它分為 線性濾波器 和 非線性濾波器 兩種。濾波器研究的一個(gè)基本課題就是：如何設(shè)計(jì)和制造最佳的或最優(yōu)的濾波器。所謂 最佳濾波器 是指能夠根據(jù)某一最佳準(zhǔn)則進(jìn)行濾波的濾波器。 ? 20世紀(jì) 40年代，維納確定了關(guān)于最佳濾波器研究的基礎(chǔ)。即假定線性濾波器的輸入為有用信號(hào)和噪聲之和，兩者均為廣義平穩(wěn)過程，且知它們的二階統(tǒng)計(jì)特性。維納根據(jù) 最小均方誤差準(zhǔn)則 （濾波器的輸出信號(hào)與需要信號(hào)之差的均方值最小），求得了最佳線性濾波器參數(shù)，這種濾波器被稱為 維納濾波器 。在維納研究的基礎(chǔ)上，人們還根據(jù)最大輸出信噪比準(zhǔn)則、統(tǒng)計(jì)檢測(cè)準(zhǔn)則以及其他最佳準(zhǔn)則求得的最佳線性濾波器。實(shí)際上，在一定條件下，這些最佳濾波器與維納濾波器是等價(jià)的。因而，討論線性濾波器時(shí)，一般均以維納濾波器作為參考。 匹配濾波器 ? 最佳線性濾波器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 使濾波器輸出的信號(hào)波形與發(fā)送信號(hào)波形之間的均方誤差最小，由此而導(dǎo)出的最佳線性濾波器稱為 維納濾波器 ； 使濾波器輸出信噪比在某一特定時(shí)刻達(dá)到最大，由此而導(dǎo)出的最佳線性濾波器稱為 匹配濾波器
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