DSP理論和算法概述

　　數(shù)字信號處理是利用計算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)值計算的方法對信號進(jìn)行采集、變換、綜合、估值和識別等加工處理，以達(dá)到提取信息和便于應(yīng)用的目的。數(shù)字信號處理在理論上所涉及的范圍極其廣泛。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，微積分、概率統(tǒng)計、隨機(jī)過程、復(fù)變函數(shù)等都是數(shù)字信號處理的基本工具，網(wǎng)絡(luò)理論、信號和系統(tǒng)等均是它的理論基礎(chǔ)。在學(xué)科發(fā)展上，數(shù)字信號處理又和最優(yōu)控制、通信理論、故障診斷等緊緊相連，近年來又成為人工智能、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)之一，其算法實現(xiàn)（無論是硬件還是軟件）又和計算機(jī)學(xué)科及微電子技術(shù)密不可分。因此可以說，數(shù)字信號處理是把經(jīng)典的理論體系作為自己的理論基礎(chǔ)，同時又使自己成為一系列新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)?！　H上，一般把1965年快速傅立葉變換（fft，fast fourier transform）的問世作為數(shù)字信號處理這一新興學(xué)科的開端。在這40余年的發(fā)展中，數(shù)字信號處理自身已基本上形成一套較為完整的理論體系。這些理論一般統(tǒng)稱為經(jīng)典數(shù)字信號處理算法，其主要內(nèi)容如下。　?。?）信號的采集，a／d（模／數(shù)轉(zhuǎn)換）技術(shù)、采樣定理、多采樣率、量化噪聲分析等?！　。?）離散信號的分析，時域和頻域分析、各種變換技術(shù)、信號特征的描述等?！　。?）離散系統(tǒng)分析，系統(tǒng)的描述、系統(tǒng)的單位抽樣響應(yīng)、轉(zhuǎn)移函數(shù)及頻率特性等。　?。?）信號處理中的快速算法，快速傅立葉變換、快速卷積、快速相關(guān)等。　?。?）信號的估值，各種估值理論、相關(guān)函數(shù)與功率譜估計等?！　。?）信號濾波技術(shù)，各種數(shù)字濾波器的設(shè)計和實現(xiàn)?！　。?）信號的建模，最常用的有ar、ma、arma、prony等模型。　?。?）信號處理中的特殊算法，如抽取、插值、奇異值分解、反卷積、信號重構(gòu)等。　?。?）信號處理技術(shù)的實現(xiàn)，包括軟件實現(xiàn)和硬件實現(xiàn)。　?。?0）信號處理技術(shù)的應(yīng)用?！　∽?0世紀(jì)80年代以來，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是移動通信、無線通信和衛(wèi)星通信的廣泛使用，推動了很多新的數(shù)字信號處理的進(jìn)一步應(yīng)用和改進(jìn)，同時也產(chǎn)生了一些較新的數(shù)字信號處理算法，這些算法一般稱為現(xiàn)代數(shù)字信號處理算法?，F(xiàn)代的數(shù)字信號處理算法一般包括現(xiàn)代濾波方法（維納濾波、卡爾曼濾波、陷波理論、自適應(yīng)濾波等）、現(xiàn)代譜估計方法、高階譜估計方法、小波變換、非均勻采樣、混沌理論等，現(xiàn)代數(shù)字信號處理算法已經(jīng)逐漸應(yīng)用于各種信號處理領(lǐng)域。例如，自適應(yīng)濾波器應(yīng)用于回音抵消，現(xiàn)代譜估計方法應(yīng)用于微弱信號檢測，小波變換應(yīng)用于圖像壓縮，非均勻采樣應(yīng)用于高頻信號采樣，混沌理論應(yīng)用于保密通信和傳感技術(shù)領(lǐng)域等。　　現(xiàn)代數(shù)字信號處理算法一般都比較復(fù)雜，從算法仿真到dsp應(yīng)用都需要有很深的理論基礎(chǔ)知識和實際應(yīng)用經(jīng)驗。很多現(xiàn)代數(shù)字信號處理算法的應(yīng)用都固化在特定的芯片內(nèi)，用戶直接調(diào)用該算法就可以實現(xiàn)數(shù)字信號處理，有些固化的算法甚至不需要用戶做任何調(diào)用就可以直接使用。例如，c6x系列dsp中的c6414處理器集成圖像壓縮和傳輸算法，c54xx系列dsp中的c54cst集成有回音抵消算法等。　　根據(jù)應(yīng)用方向，dsp廣泛應(yīng)用于以下系統(tǒng)和信號處理中。　?。?）控制類，包括儀器儀表、數(shù)據(jù)采集、函數(shù)發(fā)生、信號發(fā)生、自動駕駛、機(jī)器入控制、磁盤控制、馬達(dá)控制等?！　。?）語音信號處理類，包括語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強(qiáng)、語音郵件、語音儲存、語音去噪等。　?。?）圖像信號處理類，包括數(shù)字電視、可視電話、數(shù)字相機(jī)、圖像編解碼器、圖像壓縮解壓縮、圖像信號采集傳輸、圖像存儲、圖像識別、圖像監(jiān)控、超聲波成像檢測、電子地圖、圖像去噪、圖像增強(qiáng)、動畫、機(jī)器人視覺等。　?。?）通信信號處理類，包括有線、無線、移動以及衛(wèi)星通信信號處理。主要有蜂窩電話、調(diào)制解調(diào)器、藍(lán)牙產(chǎn)品、數(shù)字電話、ip電話、全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)、衛(wèi)星電話、電話會議、atm電話、智能天線等?！　g迎轉(zhuǎn)載，信息來源維庫電子市場網(wǎng)（）