数字信号处理

Digital Signal Processing

Learn the fundamentals of digital signal processing theory and discover the myriad ways DSP makes everyday life more productive and fun.学习数字信号处理理论的基本知识,发现DSP可以通过无数种方式使日常生活变得更富有创造性、更有趣。

洛桑联邦理工学院

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数字信号处理

课程概述

本课程旨在帮助学生从头开始形成一整套数字信号处理概念。可以说,DSP是“数字革命”的关键,在短短数十年时间里,DSP就使人际交流和信息获取达到前所未有的水平。

在本课中,从离散时间信号的基本定义开始,我们将逐一学习傅里叶分析、滤波器设计、采样、内插和量化,以建立一套DSP工具箱来详细分析实际的通信系统。按照惯例,我们也会使用亲身实践示例和示范弥补理论和实践之间的差距。

课程大纲

课程所含主题概览:
1、引言:什么是信号处理?它的历史以及应用实例。
2、离散时间(DT)信号:离散时间复指数,及计算机音乐合成实例。
欧几里得和希尔伯特:将信号处理作为几何、矢量空间、基数和近似值。
3、傅里叶分析:离散傅里叶变换(DFT)和级数(DFS),离散时间傅里叶变换(DTFT),实例,快速傅里叶变换算法(FFT)。
4、线性滤波器:线性时间不变性系统、卷积、理想和现实滤波器。滤波器设计与实现,实例。
5、内插和采样:连续时间(CT)信号、内插、采样。采样定理为标准正交基的扩充。DT中CT信号处理。
随机信号处理和量化:随机信号、量化、模数转换(ADC)和数模转换(DAC)。
6、图像处理:图像处理简介,平面(2D)图形处理傅里叶分析,过滤和压缩,JPEG压缩标准。
7、数字通信系统:模拟信道和带宽、功率约束条件。调制与解调,发送器与接收器设计。ADSL。

背景知识

线性代数和微积分是必须掌握的基本知识。极力推荐熟悉概率论和系统论。熟悉Matlab(或同类软件)和科学编程知识更好。

参考资料

辅助教材有纸质版和电子版两种,免费的电子版可以从网上获得。详见www.sp4comm.org。更多参考书目请见教材。

授课形式

本课包括视频教学,每段视频大约45分钟,视频文件中含有一些交互式随堂测验。鼓励学生自行选择编程语言实现其中的课程主题。每周将提供Matlab兼容代码样例。最终成绩取决于学生每周的课外作业表现,包括应用编程问题。

常见问题

学完这门课程后我会得到证书吗?
会的。顺利完成本课程的学生会得到一份由教师签字的结业证书。

学习本课程需要哪些资源?
所需的基本材料(教材、幻灯片和视频)都可以在网上得到。编程练习大多与语言无关;数值问题可使用Octave(免费软件)或Matlab(商业软件)解决。

数字信号处理为什么如此美妙?
在过去,即离散电子时代,如果你想动手搭建一个电路,对你所研究的理论进行实践应用,你必须去购买组件,将它们焊接在一起,如果因为出错导致电路被烧坏,一切又得重新开始,这在当时常见的事情。有了DSP,只要你有电脑,你就有了一个移动和坚不可摧的实验室。在这里,你可以快速组装你喜欢的电路原型,从吉他效果器至数据通信系统都可以实现。本课中,你将学习如何做到这一切!

本课是关于DSP芯片的课程吗?
简言之,不是。DSP芯片是专门的微处理器,设计来高效执行数字信号处理中最常见的操作集。现在我们有大量的DSP芯片,且有丰富的DSP芯片编程文献。 然而,本课中,我们将从大方面探讨信号处理基本原则,不会将重点放在特定实施策略的细节问题方面。作为奖励,我们会使用一个非常灵活的工具集,能轻松实现你所喜欢的结构,无论是DSP芯片还是标准的个人电脑。

(课程中文简介转自网易)

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