信號處理與系統(tǒng)分析前言資料

1、新世紀(jì)電子信息與自動化系列課程改革教材信號處理與系統(tǒng)分析 中國水利水電出版社前 言 信號是一個(gè)廣泛的概念。如果只限于討論確定性信號，那么信號就是一個(gè)或者幾個(gè)獨(dú)立變量的函數(shù)。還有一些隨位置變化的物理量也是的信號，例如：灰度、密度、色度等等。信號在自動控制、電子系統(tǒng)、通訊、航空航天、計(jì)算機(jī)、生物工程、地震學(xué)、聲學(xué)、機(jī)器人等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。許多隨時(shí)間變化的物理量就是典型的信號，例如：電壓、電流、功率、速度、加速度、位移、密度、場強(qiáng)等等。電路分析基礎(chǔ)、模擬電路等，講述了電信號的一些簡單的處理理論和方法。這門課程進(jìn)一步系統(tǒng)地學(xué)習(xí)信號處理的一般性的理論和方法。信號將是一個(gè)更加廣泛的概念，并不專指電信號

2、。 把諸如電路這樣的載體抽象成“系統(tǒng)”，這里的“系統(tǒng)”，有些是電路實(shí)體，有些可能是看不見摸不著的，比如說，一段計(jì)算機(jī)程序或者代碼就可能是一個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)規(guī)則或者一個(gè)過程也可以認(rèn)為是一個(gè)系統(tǒng)。抽象軟件電路規(guī)則過程系統(tǒng)系統(tǒng)的作用就是對信號的變換。系統(tǒng)信號信號以前，與本課程類似的課程是“信號與系統(tǒng)”，或者是“電路、信號與系統(tǒng)”，也就是說，處理信號的系統(tǒng)具有一個(gè)比較重要的地位，這是因?yàn)?，在模擬信號處理階段，處理信號的實(shí)體一般是一個(gè)電路。但是近年來，數(shù)字信號處理技術(shù)占據(jù)了主流。處理信號的系統(tǒng)往往是一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件。因此，對信號的處理方法而不是它的實(shí)現(xiàn)方式具有了更大的比重。信號處理專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍非常地廣泛

3、。在系統(tǒng)建模與辨識方面，信號處理的理論和技術(shù)可以用于證券市場的行情預(yù)測、電子芯片的解密和黑箱估計(jì)理論等等；信號濾波是信號處理的一個(gè)應(yīng)用，例如，在音響的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，由于不同材質(zhì)的振動發(fā)聲體，對于不同的頻率范圍的信號，有不同的表現(xiàn)。為了使得聲音的不同部分都得到完美的再現(xiàn)，我們選擇鈦合金的揚(yáng)聲器來表現(xiàn)高音部分，選擇碳纖維揚(yáng)聲器來表現(xiàn)低音部分。這樣就有一個(gè)將信號的高頻部分和低頻部分分開的問題，這里就要用到信號處理的手段來進(jìn)行濾波；在微弱信號檢測方面，信號處理技術(shù)將微弱的被淹沒在背景噪聲中的有用信號提取出來，這樣的背景噪聲一般是電磁干擾和器件中電荷的無規(guī)則運(yùn)動造成的，這種噪聲可以模型化為白噪聲，

4、利用信號處理的技術(shù)就可以將有用的信號從背景噪聲中分離出來；圖像處理是信號處理的一個(gè)重要方面，例如，醫(yī)學(xué)圖像處理，計(jì)算機(jī)斷層成像（CT）等都得到了廣泛的應(yīng)用；信息壓縮是信號處理的一個(gè)典型應(yīng)用，例如：JPEG、DVD、MPEG和衛(wèi)星圖像壓縮都是成功的應(yīng)用。以前，衛(wèi)星對地面拍攝的照片是記錄在膠片上的，通過回收衛(wèi)星獲得照片，但是這樣做成本高，信息不及時(shí)。后來采用數(shù)碼攝像，但是高清晰度照片所包含的信息量也是很大的，因此在圖像的下行傳遞中必須采用圖像壓縮技術(shù)；模式識別技術(shù)的發(fā)展對于信號處理不斷地提出新的需求，聲紋、指紋、面像識別、眼虹膜識別都是模式識別技術(shù)的典型應(yīng)用。信號特征的提取，用超聲波進(jìn)行金屬探傷，油田勘探等應(yīng)用都需要在信號中提取特征。通訊是人類對于信號處理技術(shù)所提出的最早的需求，直到現(xiàn)在這種需求仍然是十分旺盛的。在信號的發(fā)射與接收過程中，必須對信號進(jìn)行各種方式的變換；Matlab為本課程提供了很