信號處理

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更新時間: 2013-09-25

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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稱。

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1 信號處理 -信號處理的目的

削弱信號中的多餘內容;濾出混雜的雜訊和干擾;或者將信號變換成容易處理、傳輸、分析與識別的形式,以便後續的其它處理。

下面的示意圖說明了信號處理的概念。

信號處理信號處理

人們最早處理的信號局限於模擬信號,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。

隨著數字計算機的飛速發展,信號處理的理論和方法也得以發展。在我們的面前出現了不受物理制約的純數學的加工,即演算法,並確立了信號處理的領域。現在,對於信號的處理,人們通常是先把模擬信號變成數字信號,然後利用高效的數字信號處理器(DSP: Digital Signal Processor)或計算機對其進行數字信號處理。

那麼,如何進行數字信號處理呢?

一般地講,數字信號處理涉及三個步驟:

(一) 模數轉換(A/D轉換):把模擬信號變成數字信號,是一個對自變數和幅值同時進行離散化的過程,基本的理論保證是採樣定理。

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

(三) 數模轉換(D/A轉換):把經過處理的數字信號還原為模擬信號。通常,這一步並不是必須的。

作為DSP的成功例子有很多,如醫用CT斷層成像掃描儀的發明。它是利用生物體的各個部位對X射線吸收率不同的現象,並利用各個方向掃描的投影數據再構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。以後相繼研製出的還有:採用正電子的CT機和基於核磁共振的CT機等儀器,它們為醫學領域作出了很大的貢獻。

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