数字信号处理
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spContent=AI大模型如何进行丝滑的语音交互?自动驾驶怎么在复杂环境中“看清”路况?5G/6G通信如何保证海量数据不卡顿?短视频特效又是怎么算出来的? 这些前沿应用的底层“引擎”,都离不开——数字信号处理(DSP)! 本课程专为通信、电子等专业的本科生及想要充电的自学者打造。我们将打破枯燥数学推导的魔咒,结合真实应用,带你通透理解信号采样、时频变换、数字滤波等核心原理。 学完这门课能干什么? 它将为你打下迈向高阶研发的“核心内功”!你将具备算法层面的数据处理能力:无论是为AI提取语音特征,为通信系统设计滤波器,还是在医疗影像中进行信号降噪。它将为你后续的算法仿真、人工智能学习或硬件开发,铺垫最坚实的理论基石。 想看懂科技底层逻辑?想为职业添把硬核技能?加入我们,一起掌握通向数字时代的“通行证”!
—— 课程团队
课程概述

我为什么要学习这门课?

现实世界是模拟的,而数字时代是离散的。想要让计算机和微处理器真正读懂并处理现实世界中复杂的声音、图像和电磁波信号,这中间的“翻译官”就是数字信号处理。作为电子信息与通信类专业的“灵魂必修课”,它是连接纯数学理论与现代尖端工程设计的必经之桥。学好它,你将不再是一个只会套用现成代码的搬运工,而是真正懂底层逻辑、能进行系统创新的新一代工程师。


这门课的主题是关于什么?

本课程紧紧围绕“离散时间信号与系统”展开,带你完成一次奇妙的“时空转换”。我们将从信号的采样与重构起步,深入剖析Z变换与离散傅里叶变换(DFT/FFT)的奥秘,并全面解锁IIR与FIR数字滤波器的设计法则。我们拒绝照本宣科,致力于剥开枯燥公式的外衣,将晦涩的数学推导还原为直观的物理意义。


学习这门课可以获得什么?

告别“纸上谈兵”,你将获得用算法解决实际复杂问题的硬实力!通过学习,你将明白如何通过MATLAB等工具进行通信逻辑的仿真验证,如何从杂乱无章的噪声中精准提取有用数据。这不仅能为你后续钻研“数据通信与计算机网络”等高级课程扫清障碍,更能为你未来参与科研项目、进行算法仿真分析与系统架构设计提供最核心的理论武装。


本课程的特色与两点:

  • 名师引领,双语加持: 由具备海外留学及丰富科研经验的导师团队倾力打造。课程提供中英文对照的课件与习题,不仅巩固专业知识,更助你无缝接轨国际前沿技术文献。
  • 趣味杂谈,启发科研: 巧妙融入故事化的“趣味杂谈”板块,在轻松的氛围中进行科研启蒙,拓展视野,让硬核知识变得生动有趣。
  • 实战驱动,知行合一: 告别纯理论,课程配备丰富的仿真实验、工程案例与开放课题,让你亲手体验从算法推导到工程化仿真的完整链路。
授课目标


1、掌握数字信号处理的基本原理和基本分析方法,包括离散时间信号与离散时间系统时域和变域分析方法,能够利用上述方法分析离散时间信号与系统的特点,找到获取目标信号的处理方法和系统设计方法。

2、掌握数字滤波器的设计方法与实现结构,能够过设计合适的数字滤波器解决信息工程领域复杂的数字信号处理问题。

3、能够利用MATLAB仿真软件对所设计的数字信号处理方法和系统进行快速验证。

4、建立分析、解决复杂工程问题的思想,培养逻辑思维能力,了解理论分析、理论设计、仿真实验和工程实现的完整过程。

5、熟悉了数字信号处理技术专业术语英文表述,了解数字信号处理技术的应用领域以及相关行业的国际发展状况。


课程大纲
预备知识

先修课程:高等数学、线性代数、信号与系统、MATLAB程序设计及应用等电子信息类专业基础课。

如果没有学习MATLAB程序设计及应用,可以根据本课程提供的教学文档自学与信号处理相关的MATLAB命令。

参考资料

1、程佩青,《数字信号处理教程(第五版 MATLAB版)》,清华大学出版社,2017.

2、程佩青,《数字信号处理教程(第四版)》,清华大学出版社,2015.

3、唐向宏、孙闽红,《数字信号处理——原理、实现与仿真(第二版)》,高等教育出版社,2014.

4、唐向宏、岳恒立、孙闽红,《数字信号处理实践教程》,高等教育出版社,2013.

5、A.V.Oppenheim、R.W. Schafer,《离散时间信号处理(第3版)》(英文版),电子工业出版社,2011.

6、J. G.Proakis,D.G. Manolakis,《数字信号处理:原理、算法与应用(第4版)》(英文版),电子工业出版社,2013.

7、V.K. Ingle、J.G. Proakis,《数字信号处理——应用MATLAB(第三版)》(英文影印版),科学出版社,2016.

8、S. Poornachandra、B. Sasikala,《数字信号处理》(英文影印版),科学出版社,2012.

9、波特兰州立大学(Portland State University)James McNames 教授的讲义https://web.cecs.pdx.edu/~mcnames/

10、J.P. Hoffbeck,“Enhance_your_DSP_Course_with_these_Interesting_Projects”.