《数字信号处理》教学课件：第一讲 引言.ppt

* * * * 数 字 信 号 处 理 Discrete Time Signal Processing * 教材: 《 数 字 信 号 处 理 》 姚天任 华中科技大学出版社 参考教材：数 字 信 号 处 理 ，王世一 Discrete Time Signal Processing Alan V.Oppenheim Ronald W.Schafer 基本信息 * 第一讲 引言 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 —信号和系统概念 * A. 信号概述 ●? 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：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）. * ——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 * 信号举例 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] （再离散时间点上取值） * B. 实际应用中的DTS信号 * DTS 例子 (I) 股票指数： 人口统计： * DTS 例子(II) 温度测量： * DTS 例子(III) 连续信号的离散化： * DTS 例子(IV) 音乐信号 ： 图 象 ： * C. 信号处理 信号处理：主要讨论信号及所含信息的表示、变换和处理 。 （ representation, transformation, and manipulation ） DT系统两种实现方式: 软件算法和DSP硬件。 ●?信号表示：时域和频域表示； ●?信号变换：离散时间Fourier变换（DTFT）、离散Fourier变换 （DFT）和 z变换， 以及变换的快速算法（FFT）。 ? ●??信号处理：滤波、压缩、调制及解调和信号分析。 ●??信号运算：延迟、加、减、乘和卷积。 * 信号处理 (II) LPF HPF BPF 典型的DT滤波系统的理想特性： * D. 为什么要研究离散时间信号处理（DTSP） 关系: Continuous Time Signal (CTS) 采样 Discret