的行为会同时表现出确定性和随机性，由于对确定性信号和随机性信号的
处理使用不同的数学工具，错误的信号分类会导致错误的处理结果，在工
Hale Waihona Puke 程运用当中需要具体问题具体分析。对于确定性信号和随机信号的研究本
课程均有涉及。
2020/4/17
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一维信号和多维信号
一维信号：信号被描述为单个独立变量的函数。
数字信号处理
huangfuliqun
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:
制 作 者 皇 甫 立 群
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:
制 作
课程性质:专业限选课
者 考试方式:闭卷
皇 甫 立 群
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:
制 作
参考书:
者 《数字信号处理》 陈后金
皇 《数字信号处理》 吴镇扬
信号分析涉及信号特性的测量。它通常是一个频域的运 算。主要应用于：谱(频率和/或相位)分析、语音分析
和识别、目标检测等。
皇
甫 例如（1）对环境噪声的谱分析,可确定主要频率成分,了
立
解噪声的成因,找出降低噪声的对策;（2）对振动信号的
群
谱分析,可了解振动物体的特性,为设计或故障诊断提供
资料和数据。（3）对于高保真音乐和电视这样的宽带
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数字信号处理有什么用？
制
如：Low Pass Filtering
作 者
Before
皇 甫 立 群
:
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:
制
作 者
After
皇 甫 立 群
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绪论
制 作 者 皇 甫 立 群
制 作
模拟信号：时间和幅度上都是连续的信号。
者 数字信号：时间上幅度上均离散化的信号，亦即幅值上经
过量化，只能在有限集合内取值。 皇 甫 立 群
:
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模拟信号经采样、量化、编码转换为数字信号。完成数字信号与模拟信号之 间转换的设备称为A/D,D/A。
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:
确定性信号和随机信号
作 者
家的数字信号软件，如有各种图象压缩和解压软件。 2.用单片机:可根据不同环境配不同单片机，其能达实
时控制，但数据运算量不能太大。
皇 甫 立 群
3.利用通用DSP芯片: DSP芯片较之单片机有着更为突 出优点。如内部带有乘法器，累加器，采用流水线工 作方式及并行结构，多总线速度快。配有适于信号处
这是
s1(t) 5t
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2、信号分类
:
制 连续信号和离散信号
作 者
连续信号：时间上连续，幅值上可以是连续也可以是离
皇
散值的信号。例如： s1(t) ， 5tt的取值是连续的。
甫 离散时间信号：时间上离散，即仅在某些离散的时间点
立 上取值，幅值上可以是连续也以是离散值，即可以取
群
任意值的信号。例如：s2
(t
)
n
,t(t仅 n在T )nT，
上取值是不连续的。
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离散时间信号的产生：对连续时间信号进行采样，也可 以累积在一段时间内的变量，比如对某条马路上每小 时经过的车辆计数，或者记录每个月的工资。
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模拟信号和数字信号(按时间和幅度上是否连续)
申请免修，无平时分数。不得在课堂吃饭。
考试方式：闭卷考试。（最后不划较细的重点，只 给出考试的题型和考试大纲的范围，以及知识点）
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考试复习内容的提醒：平时上课时老师要 制 求打五角星的地方，书上例题，作业题要 作 重点复习，作业要求独立完成。
者
皇 甫 立 群
而最早提出把数字硬件技术用于信号处理是 在1948年贝尔实验室的几位科学家(Shannon) 香农和(Boole)博往在一次会晤中讨论了用数字
制 元件构成滤波器的可能性，结论认为这样做是不 作 可行的。因为当时无论是理论上、技术上或是器 者 件上均不具备条件。
:
皇 甫 立
六十年代中期出现了较为定型的数字信号处 理理论，这就是数字滤波器的设计和综合理论，
理论上日趋成熟，但在硬件技术和器材上却无能
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为力。淮阴工学院电子与电气工程学院
:
七十年代以后，由于计算机的广泛应用和大规模
制
集成技术的高速发展，数字信号处理技术得到了广泛
作
的应用，与此同时，出现了一门新的学科――数字信号
者
处理。但由于受到器件的限制，相应的硬件技术仍旧
不能满足实时处理的要求。
皇
上课时注意事项：不得讲话、无故迟到、早退，不
甫
得玩手机、听MP3等。为其他同学创造良好的学习
立
氛围。3次以上缺课有取消考试资格风险。
群
最终成绩计算公式：平时×30％＋期末×70％
平时成绩包括点名，实验，作业上交的情况、上课 迟到、讲话等。如果考试前一周不交齐作业本、实 验报告等，将取消其考试资格。
理的指令(如FFT指令)等。 美国德州仪器公司Texas
Instrument（IT）， Analog Devices ，Lucent ，
Motorola ，AT&T等公司都有生产。
4.利用特殊用途的DSP芯片:市场上推出专门用于 FFT,FIR滤波器，卷积、相关等专用数字芯片。其软件 算法已在芯片内部用硬件电路实现，使用者只需给出 输入数据，可在输出端直接得到数据。
制 作
多维信号：信号被描述为多个独立变量的函数。
者
例如：
皇
甫
单词Away
立
群
256Hz 音叉信号
:
虎鲸的声音
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注意声音与频率的关系 淮阴工学院电子与电气工程学院
图像信号：
黑白图像：二维信号
制 作 者
彩色图像：三通道二维信
号
皇 甫 立 群
:
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黑白视频信号：三维信号 彩色视频信号：三维三通道信号
群 对此贡献较大的是贝尔实验室的(Kaiser)凯泽；
与此同时，(Couley-Tukey)库利－图基提出了
关于计算离散傅利叶变换的快速算法，从而给与
数字信号处理技术以巨大的生命力，这一算法就
是FFT，其价值在于把计算离散傅利叶变换(DFT)
的时间减少了一到两个数量级，使得实时谱分析
成为可能，也就是说，六十年代数字信号处理在
制 确定性信号：具有唯一的、明确的数学表达形式，可以是函数、数据链表等， 作 即确定性信号的过去、当前和未来的值都是确知的。 者
皇 随机信号：随时间做不可预测的变化，如噪声、语音信号等，用统计方法
甫 进行描述和分析，概率论、随机过程等。
立
群
现实世界中的信号按确定性和随机性分类往往是不明确的，有时候信号
三、数字信号处理学科内容
:
制 信号的采集：包括A/D,D/A技术、抽样定理、量化噪
作
声理论等
者 离散信号分析：离散时间信号时域及频域分析、离散
付里叶变换（DFT）理论
皇 离散系统分析
甫 立
信号处理的快速算法 :谱分析与快速付里叶变换 （FFT），快速卷积与相关算法。
群 滤波技术
信号的估计:各种估值理论、相关函数与功率谱估计
甫
立 教材：
群
《数字信号处理》 季秀霞
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:
规范
带书，带课堂笔记。上课认真记录。
制 作 者
作业规范：要写题号，抄题目，每题之间空一格， 每次之间要空5格以上。正反面都要写。
实验报告的规范：要有程序和数据，最后的思考题
一定要做。要把实验结果写入实验报告。
信号转到频率域后极大多数能量集中在直流和低频部分,
就可把频谱中的大部分成分滤去,从而压缩信号频带。
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:
制 作
数字滤波就是在形形色色的信号中提取所需要的信号,抑 制不需要的信号或干扰信号。
者
应用于（1）消除信息在传输过程中由于信道不理想所 皇 引起的失真, （2）滤除不需要的背景噪声，（3）去除 甫 干扰、（4）频带分割， 信号谱的成形。 立 群 它广泛地应用于数字通信，雷达，遥感，声纳，语音合
对信号进行处理。
皇
甫
立 群
数字信号处理的对象是具有有限精度的数据序
列，即数字信号。
例如：滤波、检测、变换、增强、估计、识别、 参数提取、频谱分析等。
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对于图像（二维信号），低频部分时指图像中变 化缓慢的部分，高频部分对于边缘或突变部分。
制 作
者 高频噪声滤除：
皇
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
甫
理的电信号--->传感器--->真实世界的物理信号。
立
群 例如：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(扬声器)
数学上，我们用一个一元或多元函数来表示信号，如 一个时间轴上的一维信号。
信号的压缩:包括语音信号与图象信号的压缩
信号的建模:包括AR，MA，ARMA等各种模型。
其他特殊算法:同态处理、抽取与内插、信号重建等