随着信息学科的快速发展,以及大规模集成电路、超大规模集成电路和软件开发引起的计算机学科的飞速发展,自1965年快速傅里叶变换算法提出后,数字信号处理( digital signal processing,DSP)迅速发展成为一门新兴的独立的学科体系,这一学科已经应用于几乎所有工程、科学、技术领域,并渗透到人们日常生活和工作的方方面面。简言之,数字信号处理是把信号用数字或符号表示的序列,通过计算机或通用(专用)信号处理设备,用数字的数值计算方法对信号作各种所需的处理,以达到提取有用信息、便于应用的目的。
信号处理(包括数字信号处理)是研究用系统对含有信息的信号进行处理(变换),以获得人们所希望的信号,从而达到提取信息、便于利用的一门学科。信号处理的内容包括滤波、变换、检测、谱分析、估计、压缩、扩展、增强、复原、分析、综合、识别等一系列的加工处理,以达到提取有用信息、便于应用的目的。因为过去多数科学和工程中遇到的是模拟信号,所以以前都是研究模拟信号处理的理论和实现。
但是模拟信号处理难以做到高精度,受环境影响较大,可靠性差,且不灵活。随着大规模集成电路以及数字计算机的飞速发展,加之20世纪60年代末以来数字信号处理理论和技术的成熟和完善,利用计算机或通用或专用数字信号处理设备,采用数字方法来处理信号,即数字信号处理,已逐渐取代模拟信号处理。随着信息时代、数字世界的到来,数字信号处理已成为一门极其重要的学科和技术领域。数字信号处理应理解为对信号进行数字处理,而不应理解为只对数字信号进行处理,它既能对数字信号进行处理,又能对模拟信号进行处理,当然要将模拟信号转换成数字信号后再去处理。
一般学术界公认,1965年(快速傅里叶变换FFT算法)的问世是数字信号处理这一新学科发展的开端,这一算法的提出,开辟了学科发展的极其广阔的前景。数字信号处理和许多学科紧密相关,数学的重要分支微积分、概率论与随机过程、复变函数、高等代数及数值计算等都是它的极为重要的分析工具;而网络理论、信号与系统则是其理论基础,它与很多学科领域,例如与通信理论、计算机科学、大规模集成电路与微电子学、消费电子、生物医学、人工智能、最优控制及军事电子学等结合都很紧密,并对它们的发展起着主要的促进作用。
总之,数字信号处理已形成一个和国民经济紧密相关的独立的、完整的学科理论体系。
这个学科体系主要包括以下的领域:
数字信号处理系统具有以下这些明显的优点:
但是,可以预测,数字信号处理的速度会越来越快。
在实际工程中,对各种DSP应用系统的需求越来越多,使得DSP算法开发工具不断充实与完善。无疑,C语言是一种最有用的编程工具,多数生产数字信号处理芯片的厂商都会提供C编译、仿真器,这类编译器都具有C语言及高效的直接汇编语言,利用其可以优化些对实时要求较高的应用的编程。此外,美国 Mathworks公司开发的 MATLAB是一种功能强大、用于高科技运算的软件工具, MATLAB已成为数字信号处理与分析的重要工具,它有丰富的工具箱,其中与信号处理相关的有通信、滤波器设计、信号处理等工具箱,每种工具箱内有大量可调用的函数,而各类函数能以矩阵形式描述和处理所有数据。因而要熟练论掌握数字信号处理的理论和技术,就既要学好有关的基础知识,又要掌握C语言并学会应用DSP及MATLAB软件工具。
作者:叶庭云 微信公众号:修炼Python CSDN:https://yetingyun.blog.csdn.net/ 本文仅用于交流学习,未经作者允许,禁止转载,更勿做其他用途,违者必究。 觉得文章对你有帮助、让你有所收获的话,期待你的点赞呀,不足之处,也可以在评论区多多指正。