数字信号处理新技术及发展
方向综述
班 级：1302031 学 号：
姓 名：王 玉
【摘要】 --------------------------------------------- 3 一、数字信号处理 ------------------------------------- 3 1、定义 ------------------------------------------- 3 2、优势 ------------------------------------------- 3 二、数字信号处理技术的应用 --------------------------- 4 1、在数码产品方面的运用 --------------------------- 5 2、在多媒体通信方面的运用 ------------------------- 5 3、生物医学方面的运用 ----------------------------- 6 4、在家用电器方面的运用 --------------------------- 6 三、数字信号处理技术的发展趋势 ----------------------- 6 参考文献 --------------------------------------------- 7
【摘要】
众所周知，21世纪是一个数字化的时代，数字信号处理技术得到广泛应用， 随着我国科学信息技术的不断进步，数字信号处理的发展也取得了显著效果。在各国信息技术都不断更新的背景下，数字信号处理技术的发展运用也不断丰富壮大。数字信号处理技术是一门涉及许多领域的新兴学科，在现代科技发展中发挥着极其重要的作用，人们的各种发展活动似乎都离不开数字信号处理技术的支持，它深入到为人类生活中并提供了方便快捷，无论是 、无线网络、数字电视，还是有线网络、数码相机等，都离不开数字信号处理技术。
一、数字信号处理
1、定义
数字信号处理的简称是DSP〔digital signal processing〕，是一种通过数字信号芯片，将图片、声音、视频等模拟信息转化为数字信息的一个过程。在这一过程中，采用数字方式对模拟信号进行压缩、变化、过滤、识别，最终转化为实实在在的数字信号。数字信号处理的原理其实就是利用数字芯片对信号进行分析和处理。数字信号处理技术被广泛应用的原因不仅是其具备处理速度快和运行灵活的优点，而且具备极强的抗干扰能力，不受乱码影响。因此，人们要开始重视起数字信号处理技术的发展，利用数字信号处理技术来到达方便生活的目的。随着大规模集成电路以及数字电脑的飞速发展，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。
2、优势
相比一般信号处理技术，数字信号处理技术无论在设备还是技术方面，都具有高效率传播、造价成本低廉、运行方式精确灵活、抗干扰能力强等特点。对于一些模拟信号来说，数字信号的这些特点是无法超越的：
〔1〕 数字信号处理技术更经济、更方便。随着CMOS技术的发展，我们可以以低成本方
式实现功能强大的数字信号处理系统。而模拟信号处理系统却无法享受CMOS技术发展带来的好处，一个100uH的小电感，占用的硅片面积就相当于1个处理器占用的面积！而复杂的模拟信号处理需要海量的放大器、电感和电容！
〔2〕数字信号处理抗干扰能力强。 模拟信号处理容易受各种干扰，尤其是各种电磁干扰。但数字信号处理只涉及到0和1两种状态，对噪声的免疫能力比模拟信号处理强了数百倍。
〔3〕数字信号处理受环境影响小。模拟信号处理受温度和湿度等环境因素影响，环境温度一变，整个处理系统的参数就发生变化。而数字信号处理系统基本不受环境温度和湿度的影响。
〔4〕 数字信号处理更灵活。对于数字信号处理来说，改变数字信号处理系统的功能只要修改处理程序就可以，整个系统的硬件不需要改变。模拟系统处理系统则不然，需要重新布局和布线，重新制作整个硬件系统。
由于数字信号处理相对模拟信号处理有如此多的优点，人们总是尽量想方法用数字信号处理代替模拟信号处理。由此看来，数学信号处理技术全面融入我们生活的方方面面是必然的结果。
二、数字信号处理技术的应用
在各种新技术蓬勃发展的今天，数字信号处理技术作为一项不可被无视的新技术已在生活中得到了广泛应用。数字信号处理得到不断发展的原因主要有两个：市场需求的提升和集成电路的发展。
自然界中存在的各种各样信号都可以由传感器转换为电信号，例如声音，语言和音乐都可以通过传声器〔话筒〕转变为音频信号；人体器官的运动信息〔如心电、脑电、血压等〕可以转换成不同类型的生物医学信号；机器运转产生的的一些物理变化〔如温度、压力、转速、振动等〕可用不同类型的传感器转换为不同物理量的电信号；在人造卫星上利用遥感技术可得到地面上的地形、地貌甚至农田水利及各种建筑设施的信息；雷达、声纳能探测远方飞机和潜艇的距离、方位、速度等信息。
总之在现代社会里，信息、信号与人民生活、社会、经济、国防建设息息相关，使得数字信号处理技术的应用范围不断扩大，可以说现在数字信号处理技术普及与其相关的各个领域。典型应用：通用信号的处理时所需的卷积、傅立叶变换、相关、滤波等；通信时所用的
编码译码器、调制解调器、仿真等；语音信号处理时所需的语音识别、语音合成、语音编码等；图像信号处理时所用的图形变幻、合成、压缩、传输等。
1、在数码产品方面的运用
第一张CD硬盘的出现就是数字信号处理技术发展的起源，不再依靠对声音模拟刻录，而是利用数字技术对声音进行了重现，极大丰富了人们业余生活。
在1991年的时候，柯达公司推出了世界上第一部照相机，标志着数字信号处理技术正式应用于数码摄像中。随着数字技术的不断创新，后来数字照相机问世了，打破了原有利用胶带进行照相的模式，开创了一个全新局面。数字照相机相比于传统的光学照相机，能够利用光敏半导体对图像进行数字处理和信号转换，从而以很小的容量存储在照相机内。另外，数字照相机对于图片的处理也比较方便，可以在打印机上打印图片，在电脑上将一些不需要的照片删除。
2、在多媒体通信方面的运用
数字信号处理技术作为数字化信息技术的重要产物，在发展过程中不断成熟，向为客户提供更高质量、功能更强大、操作方式更简便的数字电视服务发展。多媒体是将原有的传统的模拟视频信号和声音信号转化为数字信号来实现的，视频和声音信号的数字化会产生大量的数据，这些数据要依靠高性能的dsp来减小对存储空间和传输带宽的要求，需要用dsp来完成的任务包括声音信号和视频信号的编码和解码、彩色空间的转换、滤波、误码校正、复用等。我们所熟知的数字电视机的工作原理其实是通过在家中安装电视机顶盒来接受电视台发出的视频信号，从而对视频信号进行调码、解码、编码，最终在用户数字电视机上呈现出视频。比照原有的模拟信号传输，这种数字信号处理技术与传输方法，不仅使客户在家中就能享受到更加安全、便捷的电视机服务，而且又保证了数字电视机画面的清晰度和声音洪亮度，备受数字电视机用户喜爱。另外，数字化电视机的抗干扰能力更强，不易受到天气问题而影响视频信号的接收。还有在网络 中，模拟语音信号必须经过处理，数据编码，dsp
芯片进行数据压缩。Dsp技术是现代通信的核心技术之一，未来的通信将越来越依靠数字信号处理新技术的发展。
3、生物医学方面的运用
信号处理在生物医学方面主要是用来辅助生物医学基础理论的研究和用于诊断检查和监护。例如，用于细胞学、脑神经学、心血管学、遗传学等方面的基础理论研究。人的脑神经系统是一个十分复杂而庞大的信息处理系统。在这个处理系统中，信息的传输与处理是并 列进行的，并具有特殊的功能，即使系统的某一部分发生障碍，其他部分仍能工作，这是电脑所做不到的。因此，关于人脑的信息处理模型的研究就成为基础理论研究的重要课题。
4、在家用电器方面的运用
新经济带领我们进入一个全新的时代，大量的数字化涌入家庭生活中。随着城市化的不断发展，汽车已成为了人们日常生活中代步的主要工具。汽车电子应用也逐步发展起来，然而这些发展都离不开数字信号处理技术的帮助。汽车电子系统中的红外线、雷达、监控设备等都需要数字信号处理技术对数据进行分析，才能到达维护汽车电子系统的目的。近几年来，人们对汽车的安全问题给予了高度重视。为此，汽车电子研究将汽车防冲撞功能和与安全行驶相关的内容列为重点研究对象。数字信号处理技术就能为汽车电子研究解决好这一难题。图像进过相机拍摄后，利用数字信号处理技术对图像进行过滤和处理，就能在汽车驾驶电子系统中清晰显示出来，以此为人们安全出行提供可靠保障。其次，还有网络冰箱等这都是数字时代的新生活。
三、数字信号处理技术的发展趋势
随着各种数字化产品如数码相机、智能 、平板电脑等的应用，大大刺激了市场对数字信号处理技术的需求。为了迎合更多人的消费需求，数字信号处理技术不断发展，向低
能耗和个性化发展趋势靠拢。数字信号处理技术在努力向系统集成迈进通过前面的数字信号处理应用的了解，我们发现dsp芯片的重要性。
从目前发展情况来看，数字信号处理技术主要向这几方面发展：缩小dsp尺寸一直是dsp技术的发展方向，通过集成，缩小整体体积，缩短上市时间，是一个重要的发展趋势，进一步改变dsp的内核结构，优化dsp设计，它将在高性能处理器中占领主要的地位，随着 dsp芯片性能的逐步完善，用dsp构造数字信号处理系统的实时处理是当今和未来数字信号处理技术的一大热点，与单片微型电脑相结合，构成双核平台，大大提高数字化产品质量;改良数字信号处理系统内核整体结构;提升数字信号处理运算速率和降低功能损耗。这使得数字信号处理新技术是将得到更大、更快的发展。 数字信号处理技术对人类生产和生活都具有重要作用，为人们生活带来了极大方便。随着全球化发展进程的加快，数字信号处理技术将发挥它更大的魅力，为人类社会造福。
参考文献： 【1】
【2】蒋楠.数字信号处理的发展与应用[J].科技创新与应用 【3】徐伟.Dsp应用的结构和发展方向.[J].电子技术应用
