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1、数字信号处理绪论 绪论绪论第一章第一章 离散时间信号与系统离散时间信号与系统第二章第二章 z变换与离散时间傅立叶变换（变换与离散时间傅立叶变换（DTFT)第三章第三章 离散傅立叶变换离散傅立叶变换(DFT)第四章第四章 快速傅立叶变换快速傅立叶变换(FFT)第五章第五章 数字滤波器的基本结构数字滤波器的基本结构第六章第六章 无限长单位冲激相应（无限长单位冲激相应（IIR）数字滤波器的）数字滤波器的设计方法设计方法第七章第七章 有限长单位冲激响应（有限长单位冲激响应（FIR)数字滤波器的数字滤波器的设计方法设计方法数字信号处理总体内容数字信号处理总体内容Digital Signal Proces
2、sing(DSP)数字信号处理绪论 1、教材：数字信号处理教程、教材：数字信号处理教程2、参考书：、参考书：数字信号处理是信号处理的专业基础课，参考书可以是较杂一点，数字信号处理是信号处理的专业基础课，参考书可以是较杂一点，也可以较对口一点。也可以较对口一点。（1）数字信号处理教程习题分析与解答，清华大学出版社，程佩）数字信号处理教程习题分析与解答，清华大学出版社，程佩青青（2）数字信号处理（）数字信号处理（MATLAB版），西安交通大学出版社，版），西安交通大学出版社，美美维纳维纳.K.英格尔等著英格尔等著（3）MATLAB在数字信号处理中的应用，清华大学出版社，薛年在数字信号处理中的应用，
3、清华大学出版社，薛年喜主编喜主编数字信号处理绪论 数字信号处理：数字信号处理：电信号电信号 数字信号数字信号 数字信号处理设备（滤波、数字信号处理设备（滤波、变换、压缩、增强、估计识别等）变换、压缩、增强、估计识别等）获取有用信息的过程。获取有用信息的过程。一、信号：信号是信息（一、信号：信号是信息（Information)的载体的载体，即信息包含在信，即信息包含在信号中。号中。二、信号的分类：二、信号的分类：电信号、光信号、压力信号、热信号、湿度信电信号、光信号、压力信号、热信号、湿度信号等。号等。三、同类信号分类：根据信号的变量，可分为一维信号、二维信三、同类信号分类：根据信号的变量，可分
4、为一维信号、二维信号、矢量信号等。号、矢量信号等。信号的变量：时间、频率、空间等信号的变量：时间、频率、空间等本课程只讨论一维时间或频率信号。本课程只讨论一维时间或频率信号。绪论绪论数字信号处理绪论 不同心脏病人的心电图一维信号举例：一维信号举例：数字信号处理绪论 脑脑电信号电信号胎儿心电信号胎儿心电信号一维信号举例：一维信号举例：数字信号处理绪论 脑电（脑电（EEG）的）的节律（即主要频率）：节律（即主要频率）：节律：节律：13Hz 的成分。的成分。（深睡）深睡）（浅睡）浅睡）（清醒）清醒）（受刺激或思考）受刺激或思考）数字信号处理绪论 火车鸣笛信号火车鸣笛信号一维信号举例：一维信号举例：数
5、字信号处理绪论 二维信号：视频信号：二维及多维信号举二维及多维信号举例：例：数字信号处理绪论 同类信号有可分为：同类信号有可分为：1、周期信号和非周期信号、周期信号和非周期信号2、确定信号和随机信号、确定信号和随机信号3、能量信号和功率信号、能量信号和功率信号4、连续时间信号、模拟信号、离散时间信号、数字信号、连续时间信号、模拟信号、离散时间信号、数字信号本课程主要讲离散时间信号序列的分析和处理本课程主要讲离散时间信号序列的分析和处理数字信号处理绪论 三、系统：处理（或变换）信号的物理设备。三、系统：处理（或变换）信号的物理设备。四、系统的分类：连续时间系统、模拟系统、离散时间系四、系统的分类
6、：连续时间系统、模拟系统、离散时间系统、数字系统统、数字系统四、数字信号处理系统的基本组成四、数字信号处理系统的基本组成数字信号处理绪论 数字信号处理过程示意图数字信号处理过程示意图数字信号处理绪论 五、数字信号处理的特点：五、数字信号处理的特点：1、精度高、精度高2、灵活性高、灵活性高3、可靠性高、可靠性高4、易于大规模集成、易于大规模集成5、时分复用、时分复用6、可获高性能指标、可获高性能指标7、二维与多维处理、二维与多维处理数字信号处理绪论 任任务务：从从信信号号中中提提取取出出所所需需要要的的信信息息，进进行行分分析析、处理，输出处理后的信号。处理，输出处理后的信号。六、六、数字信号处
7、理的任务数字信号处理的任务例：心电监护仪：心电监护仪：内含内含CPU数字信号处理绪论 用用于于危危重重病病房房（intensive care unit，ICU）的的心心电电自自动动监监护护仪仪的的作作用用是是监监护护病病人人的的心心电电状状态态（同同时时也也包包括括其其他他生生理理参参数数，如如血血压压、呼呼吸吸等等），它它应应能能实实时时地地显显示示和和存存储储病病人人的的心心电电波波形形，并并根根据据心心电电图图的的异异常常来来自自动动决决定定是是否否给给出出报报警警。一一个个实实际际的的心心电电监监护护仪仪由由心心电电放放大大器器、A/D 转转换换器器、CPU、显显示示单单元元、存存储储
8、单单元元、系统管理软件和心电信号处理软件所组成。系统管理软件和心电信号处理软件所组成。心电处理软件的功能：心电处理软件的功能：（1 1）在在CPUCPU的控制下实现心电信号的采集、显的控制下实现心电信号的采集、显 示和存储；示和存储；数字信号处理绪论 （2）去除噪声：）去除噪声：在在信信号号采采集集时时，身身体体的的任任一一微微小小运运动动都都会会产产生生“基基线线漂漂移移”，这这是是一一种种低低频频干干扰扰，同同时时，由由于于肌肌电电的的存存在在又又产产生生了了高高频频的的肌肌电电噪噪声声，由由于于空空间间电电磁磁场场的的存存在在又又使使心心电电信信号号中中混混有有50Hz50Hz的的工工频
9、频干干扰扰。这这些些噪噪声声不不去除，就会影响下一步的信号处理。去除，就会影响下一步的信号处理。带有高频噪声及病态失真的心电信号带有高频噪声及病态失真的心电信号高频干扰高频干扰基线漂移基线漂移工频干扰工频干扰数字信号处理绪论（3）波形检测（参数提取）：）波形检测（参数提取）：R波检测：要求波检测：要求99；P波检测，波检测，T波检测：幅度特别低，波检测：幅度特别低，90；P-Q间期测量；间期测量；S-T段形态检测；段形态检测；QRS宽度检测宽度检测数字信号处理绪论 （4）病类判别：根据检测出的参数、心脏疾病的）病类判别：根据检测出的参数、心脏疾病的原原 理和医生的临床经验，建立起各种心律异常的
10、数学理和医生的临床经验，建立起各种心律异常的数学模模型型并并对对心心电电信信号号做做出出判判别别，决决定定是是否否异异常常，如如异异常常，又属于哪一类异常。这一工作即是信号处理的应用。又属于哪一类异常。这一工作即是信号处理的应用。以上内容虽然属于生物医学工程学科的范畴，以上内容虽然属于生物医学工程学科的范畴，但从中可以看出数字信号处理的内容和任务。其他但从中可以看出数字信号处理的内容和任务。其他学科的信号处理过程和该问题类似，即大体上也包学科的信号处理过程和该问题类似，即大体上也包含了去噪、特征检测（或提取）和应用于实际这三含了去噪、特征检测（或提取）和应用于实际这三个方面。个方面。数字信号处
11、理绪论 （4）病类判别：根据检测出的参数、心脏疾病的）病类判别：根据检测出的参数、心脏疾病的原原 理和医生的临床经验，建立起各种心律异常的数学理和医生的临床经验，建立起各种心律异常的数学模型并对心电信号做出判别，决定是否异常，如异常，模型并对心电信号做出判别，决定是否异常，如异常，又属于哪一类异常。这一工作即是信号处理的应用。又属于哪一类异常。这一工作即是信号处理的应用。以上内容虽然属于生物医学工程学科的范畴，以上内容虽然属于生物医学工程学科的范畴，但从中可以看出数字信号处理的内容和任务。其他但从中可以看出数字信号处理的内容和任务。其他学科的信号处理过程和该问题类似，即大体上也包学科的信号处理
12、过程和该问题类似，即大体上也包含了去噪、特征检测（或提取）和应用于实际这三含了去噪、特征检测（或提取）和应用于实际这三个方面。个方面。数字信号处理绪论 数学数学:微积分微积分,线性代数线性代数,概率概率,随随机过程机过程,数论数论,近世代数近世代数现代通信原理、现代控制理论现代通信原理、现代控制理论模式识别、最优化、神经网络模式识别、最优化、神经网络系统辨识、系统辨识、振动测试振动测试生物医学工程生物医学工程信号信号与系统与系统,计算机计算机 七七.数字信号处理的理论：数字信号处理的理论：基基础础发发展展数字信号处理绪论 1.信号抽样与采集理论信号抽样与采集理论;2.信号分析理论信号分析理论:
13、Z变换变换,离散傅里叶变换离散傅里叶变换(DFT)Hilbert 变换变换 离散余弦变换离散余弦变换(DCT)离散小波变换离散小波变换(DWT)快速算法理论快速算法理论(FFT)数字信号处理绪论 3.离散系统分析离散系统分析;4.离散系统设计离散系统设计(滤波器设计滤波器设计);5.随机信号统计分析理论随机信号统计分析理论;6.信号建模信号建模(AR,MA,ARMA);7.特征估计特征估计(自相关函数自相关函数,功率谱计功率谱计);8.实现实现(软件软件-MATLAB;硬件硬件-DSP);9.应用应用数字信号处理绪论 （教学（教学,科研科研,开发的前期）开发的前期）DSP软件包软件包MATLA
14、B Signal Processing Tool Box八八.数字信号处理的实现数字信号处理的实现软件实现软件实现:硬件实现硬件实现:CPU,MCU,DSP数字信号处理绪论 九九.关于数字信号处理的学习关于数字信号处理的学习 作作为为一一门门课课程程，学学好好数数字字信信号号处处理理和和学学好好其其他他课课程程有有着共同的要求。下面是几点特殊的要求：着共同的要求。下面是几点特殊的要求：（1）特特别别要要注注意意加加深深概概念念的的理理解解，不不要要只只停停留留在在死死记数学公式上；记数学公式上；（2）通过应用来加深理解和记忆；）通过应用来加深理解和记忆；特特别别希希望望大大家家在在学学习习的的过过程程中中一一定定要要重重视视利利用用MATLAB来完成实际的信号处理任务。来完成实际的信号处理任务。（3）打好基础，循序渐进；）打好基础，循序渐进；（4）尽可能的多看一些国外的教科书及有关文献）尽可能的多看一些国外的教科书及有关文献数字信号处理绪论 衷心希望大家衷心希望大家 喜欢喜欢 DSP，学好学好 DSP;希望并相信 DSP 会在您的学位论文及今后的就业中发挥重要的作用！