《信号分析与处理》课件

信号分析与处理欢迎来到信号分析与处理的奇妙世界！信号的定义和类型信号定义信号类型信号是指携带信息的物理量，可以是电压、电流、声波、信号可分为连续时间信号和离散时间信号，按其变化规律光波等还可分为周期信号和非周期信号连续时间信号和离散时间信号连续时间信号离散时间信号在时间上连续变化的信号，例如声音信号、温度信号在时间上以离散点采样的信号，例如数字音频信号、图像信号信号的数学描述信号可以用数学函数来描述，以便进行分析和处理例如，可以用正弦函数描述正弦波信号常见信号的时域特性幅度频率信号在特定时间点的值信号周期变化的快慢相位持续时间信号相对于参考点的偏移信号持续的时间长度信号的频域特性信号的频域特性是指信号在不同频率上的能量分布情况，它可以通过傅里叶变换来分析傅里叶级数及其性质傅里叶级数性质用一系列正弦函数来表示周期信号线性、正交性、唯一性、收敛性傅里叶变换及其性质傅里叶变换性质将时域信号转换为频域信号线性、时移特性、频移特性、卷积定理连续时间信号的傅里叶变换将连续时间信号转换为频域信号，可以分析信号的频率成分离散时间信号的傅里叶变换将离散时间信号转换为频域信号，可以分析信号的频率成分短时傅里叶变换分析信号的时频特性，可以确定信号的频率随时间的变化情况信号采样及采样定理信号采样采样定理将连续时间信号转换为离散时间信号采样频率要大于信号最高频率的两倍，才能保证信号的完整性数字信号处理的基本概念数字信号处理是指对离散时间信号进行分析、处理和转换，包括滤波、增强、压缩等操作离散傅里叶变换及其快速算法离散傅里叶变换快速算法将离散时间信号转换为频域信号快速傅里叶变换是一种高效的离散傅里叶变换算法FFT变换及其性质Z变换性质Z将离散时间信号转换为复频域信号线性、时移特性、频移特性、卷积定理线性时不变系统的描述线性时不变系统是指输出信号与输入信号之间存在线性关系且系统特性不随时间变化的系统卷积积分与卷积和卷积积分卷积和用于描述连续时间系统对信号的响应用于描述离散时间系统对信号的响应脉冲响应与频率响应脉冲响应频率响应系统对单位脉冲信号的响应系统对不同频率信号的响应滤波器的分类与设计滤波器分类设计低通、高通、带通、带阻滤波器根据滤波器的类型和性能指标设计滤波器数字滤波器设计方法数字滤波器设计方法包括无限冲激响应滤波器设计和有限冲激响IIR应滤波器设计FIR自相关和互相关自相关互相关信号与其自身延迟版本的相似度两个不同信号之间的相似度功率谱密度及其性质功率谱密度性质信号功率在不同频率上的分布非负性、对称性、帕塞瓦尔定理随机信号的统计特性随机信号的统计特性包括均值、方差、自相关函数、功率谱密度等信号的检测与估计信号的检测是指判断信号是否存在，而信号的估计是指估计信号的某些参数，例如幅度、频率、相位等信号的模式识别及应用信号的模式识别是指将信号分类到不同的类别，例如语音识别、图像识别、生物特征识别等信号分析与处理的前沿技术近年来，信号分析与处理领域发展迅速，包括机器学习、深度学习、压缩感知等技术综合应用案例分享信号分析与处理技术在通信、医学、金融等领域有着广泛的应用课程小结与展望本课程介绍了信号分析与处理的基本概念、方法和应用，希望大家能够继续探索该领域的前沿技术问题讨论与交流欢迎大家提出问题和进行交流，共同学习和进步课后思考题课后请思考以下问题，并尝试用所学知识进行解答。