信号处理的定义、目的、意义和发展

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1、信号处理的定义、目的、意义和发展[摘要]生活中离不开信号的处理，本论文简单论述了关于对信号进行模拟/数字信号处理的一些基本知识，及对信号进行处理在生活中的一些应用。通过对生活中的信号形式的发展分析，简单阐述了信号处理的发展历程。[关键词]电子信息工程；信息与信号；信号处理；发展历程[正文]所谓"信号处理"，就是要把记录在某种媒体上的信号进行处理，以便抽取出有用信息的过程，它是对信号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的统称。数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术；模拟信号处理是指对对模拟信号采用模拟处理的方法的任何信号处理过程。信号处理过程中

2、使用的数学算法通常使用模拟电路实现，其中的数值都以连续的物理量来表示，例如电子设备中的电压，电流，或电荷量。物理量中的小的误差或噪声，都将表示为信号的误差和噪声。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。信号处理的主要目的就是削弱信号中的多余内容；滤出混杂的噪声和干扰；或者将信号变换成容易处理、传输、分析与识别的形式，以便后续的其它处理。下面的示意图说明了信号处理的概念。信号处理人们最早处理的信号局限于模拟信号，所使用的处理方法也是模拟信号处理方法。在用模拟加工方法进行处理时，对"信号处理"技术没有太深刻的认识。这是因为在过去，信号处理和信息抽取是一个整

3、体，所以从物理制约角度看，满足信息抽取的模拟处理受到了很大的限制。　　随着数字计算机的飞速发展，信号处理的理论和方法也得以发展。在我们的面前出现了不受物理制约的纯数学的加工，即算法，并确立了信号处理的领域。现在，对于信号的处理，人们通常是先把模拟信号变成数字信号，然后利用高效的数字信号处理器(DSP:DigitalSignalProcessor)或计算机对其进行数字信号处理。　　一般地讲，数字信号处理涉及三个步骤：(一)模数转换(A/D转换)：把模拟信号变成数字信号，是一个对自变量和幅值同时进行离散化的过程，基本的理论保证是采样定理。　　(二)数字信号处理

4、(DSP)：包括变换域分析(如频域变换)、数字滤波、识别、合成等。　　(三)数模转换(D/A转换)：把经过处理的数字信号还原为模拟信号。通常，这一步并不是必须的。信号处理的本质是对信号进行我们需求的优化或者提取，得到有用的，去掉无用的，并且要将信号要传递的消息正确的表达出来。就数字信号处理（DSP）而言，其应用的成功例子有很多，如医用CT断层成像扫描仪的发明。它是利用生物体的各个部位对X射线吸收率不同的现象，并利用各个方向扫描的投影数据再构造出检测体剖面图的仪器。这种仪器中FFT（快速傅立叶变换）起到了快速计算的作用。以后相继研制出的还有：采用正电子的CT

5、机和基于核磁共振的CT机等仪器，它们为医学领域作出了很大的贡献。不仅如此，在生活中，处处可见----电视、空调、微波炉……各种电器都离不开信号与信息的处理。在此主要谈谈信号与信息处理的发展历程。首先必须明确信号与信息的区别：信号是运载信息的载体，没有信息，信号将毫无意义；而信息则是知识等用于交流的消息抽象代名词，没有载体运载信息、信息也将毫无意义。可以说信号与信息既是完全不同的两个概念，又是密不可分的。信号是伴随着人类的出现而诞生的。在远古时代，古人们之间还没有语言，他们对彼此做的各种手势、各种肢体动作都是信号，其中包含着想要表达的信息，比如小心野兽、撤回

6、营地等等。随着人类生活经验的积累，人口的增加，生活状况有了很大的改观，他们对精神生活的追求开始上升，并且他们不能再满足于仅仅用肢体语言来表达信息的方式，于是这促使了语言的诞生。语言的出现使人类的文明程度上升到一个新的高度，因为我们开始注重对信息的处理，彼此的交流变得更加方便了。进入语言时代的人类，不断地加强对信息的处理，他们开始总结生活在同一个地区人们日常生活中使用过的语言，开始追求统一化、标准化，于是逐渐产生了特色分明的地方方言—中文、英语、法语、俄语……当然这是一个漫长的过程。这漫长的过程，就是人类在不断地发展信息处理的一个时期。除此之外，他们编撰了各

7、种词典、字典，使语言更加地规范化，这也是信息处理的规范化。文字、语言的出现大大促进了人类文明的发展，时间轮迅速向前翻滚，来到近现代时代。第一次工业革命的出现，大大激发了人们之间信息交流的需求度，往日的“口耳相传”已经远远不能满足人们的需要，于是“电话“应运而生。而在电话出现之前，首先出现的是用于军事方面的通信系统：1793年，法国查佩兄弟俩在巴黎和里尔之间架设了一条230千米长的接力方式传送信息的托架式线路。这是一种由16个信号塔组成的通信系统。信号机由信号员在下边通过绳子和滑轮，操纵支架的不同角度，表示相关的信息。当时，法国和奥地利正在作战，信号系统只用

8、一个小时就把从奥军手中夺取埃斯河畔孔代的胜利消息传到巴黎。可以说，