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1、欢迎并感谢您使用《数字信号处理－理论、算法与实现》或《数字信号处理导论》及本电子课件关于“数字信号处理”概论（一）信号（二）数字信号（三）数字信号处理1数字信号处理的任务2数字信号处理的优势3数字信号处理的理论4数字信号处理的实现5数字信号处理的应用6关于数字信号处理的学习关于数字信号处理什么是DSP?DigitalSignalProcessing(DSP)一门新的学科DigitalSignalProcessor(DSP)数字信号处理器:DSPs一门正在蓬勃发展的高新技术学科信号？数字信号？数字信号处理
2、？信号是信息（Information)的载体，即信息包含在信号中。信号，特别是一维信号，多是时间的函数，即一.什么是DSP（一）信号连续时间信号，又称模拟信号（AnalogSignal)常见信号：电压，电流，磁通；温度，压力，压强；光，机械振动；价格，经济指数，股市指数；流量，水位，潮位；人体生理信号等等常见人体生理信号 （生物医学信号）ECG(心电)EEG(脑电)EOG(眼电)EMG(肌电)PCG(心音)要求：准确检测R波，>99％准确检测P,Q,S,T等波，>90%准确测量P－Q间期，QRS宽度，S
3、-T段形态不同心脏病人的心电图脑电信号胎儿心电信号脑电（EEG）的节律（即主要频率）：节律：<4Hz的成分；节律：4Hz～8Hz的成分；节律：8Hz～13Hz的成分；节律：>13Hz的成分。（深睡）（浅睡）（清醒）（受刺激或思考）火车鸣笛信号二维信号：视频信号：作用：将非电信号转化为电信号。转化后的信号是连续时域模拟（Analog)信号,可以用表示。模拟信号产生、处理和传输所使用的器件是:R,L,C,OP(运算放大器)缺点:体积大,精度低，不灵活传感器(sensor)（二）数字信号:所有整数:抽样间隔，
4、：抽样频率(SamplingFrequency)归一化：流程图sensors放大器A/DDSP装置信号源D/A例:A/D8bit5V000000000V0000000120mV0000001040mV29mV31mVA/D芯片已高度集成化，将这些芯片配以一些必要的外围电路可做成不同的A/D板（又称数据采集板）。将A/D板插入普通计算机（如PC）的扩展槽中，配以相应的软件即可实现信号的抽样。A/D芯片有两个主要的参数，一是字长，二是转换速度。现在市售的A/D芯片的字长有8bit，10bit，12bit及1
5、4bit，字长越长，量化误差越小，自然，转换的精度就越高。转换速度决定了其A/D芯片的最大抽样速度，目前市售的A/D芯片的抽样速度可由几十千赫至几百兆赫。当然，字长越长，速度越高，其售价也越贵，使用者应视实际需要选用。以PC或专用DSP装置为硬件平台,以数值分析为基本工具,发展众多的信号处理算法，实现信号自身的提取或是信号有用特征(幅度,周期,持续时间,过零点个数,上升时间,下降时间,自相关函数,功率谱)的提取,以达到认识信号,利用信号的目的。（三）数字信号处理任务：从信号中提取出所需要的信息，并将其用
6、于实际。1.数字信号处理的任务例：心电监护仪：内含CPU用于危重病房（intensivecareunit，ICU）的心电自动监护仪的作用是监护病人的心电状态（同时也包括其他生理参数，如血压、呼吸等），它应能实时地显示和存储病人的心电波形，并根据心电图的异常来自动决定是否给出报警。一个实际的心电监护仪由心电放大器、A/D转换器、CPU、显示单元、存储单元、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：（1）在CPU的控制下实现心电信号的采集、显示和存储；（2）去除噪声：在信号采集时，身体的任一
7、微小运动都会产生“基线漂移”，这是一种低频干扰，同时，由于肌电的存在又产生了高频的肌电噪声，由于空间电磁场的存在又使心电信号中混有50Hz的工频干扰。这些噪声不去除，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（3）波形检测（参数提取）：R波检测：要求>99％；P波检测，T波检测：幅度特别低，>90％；P-Q间期测量；S-T段形态检测；QRS宽度检测（4）病类判别：根据检测出的参数、心脏疾病的原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，又属
8、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，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，即大体上也包含了去噪、特征检测（或提取）和应用于实际这三个方面。2.数字信号处理的优势:（1）.精度高（2）.可重复性强（3）.体积小（4）.成本低（5）.可编程：所以灵活性强（6）.实时性(Real-time)强数学:微积分,线性代数,概率,随机过程,数论,近世代数现代通信原理、现代
