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什么是信號處理?如何進行數(shù)字信號處理呢?

2010年03月06日 10:13 www.1cnz.cn 作者:佚名 用戶評論(0
關(guān)鍵字:信號處理(101877)

什么是信號處理?如何進行數(shù)字信號處理呢?

在我們的周圍存在著為數(shù)眾多的"信號"。如:從茫茫宇宙中的天體發(fā)出的微弱電波信號,移動電話發(fā)出的數(shù)字信號等,這些都屬于我們直接感覺不到的信號,還有諸如交通噪音、人們說話聲以及電視圖象等人們能感覺到的各種各樣的信號。這些眾多的信號中,有的是含有有用信息的信號,有的只是應(yīng)當(dāng)除掉的噪音。所謂"信號處理",就是要把記錄在某種媒體上的信號進行處理,以便抽取出有用信息的過程,它是對信號進行提取、變換、分析、綜合等處理過程的統(tǒng)稱。

信號處理的目的是:削弱信號中的多余內(nèi)容;濾出混雜的噪聲和干擾;或者將信號變換成容易處理、傳輸、分析與識別的形式,以便后續(xù)的其它處理。

下面的示意圖說明了信號處理的概念。

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人們最早處理的信號局限于模擬信號,所使用的處理方法也是模擬信號處理方法。在用模擬加工方法進行處理時,對"信號處理"技術(shù)沒有太深刻的認識。這是因為在過去,信號處理和信息抽取是一個整體,所以從物理制約角度看,滿足信息抽取的模擬處理受到了很大的限制。

隨著數(shù)字計算機的飛速發(fā)展,信號處理的理論和方法也得以發(fā)展。在我們的面前出現(xiàn)了不受物理制約的純數(shù)學(xué)的加工,即算法,并確立了信號處理的領(lǐng)域。現(xiàn)在,對于信號的處理,人們通常是先把模擬信號變成數(shù)字信號,然后利用高效的數(shù)字信號處理器(DSP: Digital Signal Processor)或計算機對其進行數(shù)字信號處理。

那么,如何進行數(shù)字信號處理呢?

一般地講,數(shù)字信號處理涉及三個步驟:

(一) 模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換):把模擬信號變成數(shù)字信號,是一個對自變量和幅值同時進行離散化的過程,基本的理論保證是采樣定理。

(二) 數(shù)字信號處理(DSP):包括變換域分析(如頻域變換)、數(shù)字濾波、識別、合成等。

(三) 數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A轉(zhuǎn)換):把經(jīng)過處理的數(shù)字信號還原為模擬信號。通常,這一步并不是必須的。

作為DSP的成功例子有很多,如醫(yī)用CT斷層成像掃描儀的發(fā)明。它是利用生物體的各個部位對X射線吸收率不同的現(xiàn)象,并利用各個方向掃描的投影數(shù)據(jù)再構(gòu)造出檢測體剖面圖的儀器。這種儀器中FFT(快速傅里葉變換)起到了快速計算的作用。以后相繼研制出的還有:采用正電子的CT機和基于核磁共振的CT機等儀器,它們?yōu)獒t(yī)學(xué)領(lǐng)域作出了很大的貢獻。

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