SPOC学校专有课程
数字信号处理
第1次开课
开课时间: 2019年03月17日 ~ 2019年06月29日
学时安排: 2-3学时每周
当前开课已结束 已有 1007 人参加
立即自学
往期不提供结课证书,想参加下学期课程, 点击这里预约>>
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—— 课程团队
课程概述

随着大数据、云计算、人工智能等新技术的出现,信息学科得到空前的发展。对信号的处理和分析,已经成为多学科和多领域专家、学者和技术人员共同关心的技术问题。作为信号处理与分析的重要方面,数字信号处理也从单一的信息学科专业方向,演变成一个在自然科学和社会科学等诸多领域都受到重视的学科方向。

 数字信号处理课程是高等工科院校通信与电子信息类专业的一门重要专业核心课程,该课程主要讲授离散时间信号、数字信号及系统的基本理论、原理和实现方法。本课程是一门多学科交叉、理论性和实践性都很强的综合性课程。授课内容主要包括分别为时域离散信号和时域离散系统、时域离散信号和系统的频域分析、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)、数字滤波器的网络结构、无限脉冲响应数字滤波器的设计、有限脉冲响应数字滤波器的设计、数字信号处理的应用。通过本课程的学习,可以为学生后续专业课程如信号采集和信号检测、数字图像处理、通信原理、数字语音处理、统计信号处理和DSP原理及应用等课程的学习和进一步研究现代数字信号处理理论与实现技术实现打下良好的基础。


授课目标
  1. 熟练掌握离散时间信号和离散时间系统的时域和频域分析方法;

  2. 熟练掌握离散傅立叶变换的原理和分析方法;

  3. 熟练掌握快速傅立叶变换的算法原理和应用,掌握FFT的基本实现方法;

  4. 熟练掌握常用的数字滤波器的基本网络结构;

  5. 熟练掌握用冲激响应不变法和双线性变换法设计IIR数字低通滤波器;

  6. 熟练掌握线性相位FIR滤波器的特点,掌握利用窗函数法设计FIR滤波器基本方法;

  7. 了解数字信号处理的有限字长效应、软硬件实现的基本原理。

成绩 要求

课程满分100分,由各章节测试和作业成绩、期中考试成绩、网上讨论和期末考试成绩组成,各部分要求及占总成绩比例如下:

  • 章节测试:客观题,随每周课程更新,占总成绩的20%;

  • 章节作业:主观题,随每周课程更新,占总成绩的20%;

  • 期中考试:线上阶段性考试,占总成绩的20%;

  • 网上讨论:在课程讨论区发表有效回复帖子,按照有效回复的数量进行评分,课程讨论有效回复帖超过5个者可获得满分,占总成绩的10%;

  • 期末考试:线上期末测试,占总成绩的30%。


课程大纲
 时域离散时间信号和系统分析
1.1 连续时间信号的取样
1.2 离散时间信号序列
1.3 线性非移变系统
1.4 线性常系统差分方程
离散时间信号和系统的频域分析
2.1 序列的傅立叶变换
2.2 序列的Z变换
2.3 Z变换的基本性质和定理
2.4 逆Z变换
2.5 单边Z变换
2.6 Z变换与拉氏变换、傅里叶变换之间的关系
2.7 系统函数与频率响应
离散傅里叶变换
3.1 离散傅立叶级数(DFS)
3.2 离散傅里叶变换(DFT)
3.3 离散傅里叶变换的基本性质
3.4 频域抽样
离散傅里叶变换的快速算法
4.1 直接计算DFT的问题及改进的基本途径
4.2 按时间抽选的基-2FFT算法(DIT-FFT)
4.3 按频率抽选的基-2FFT算法(DIF-FFT)
4.4 离散傅里叶反变换的快速算法(IFFT)
4.5 快速傅里叶变换编程思想及实现
4.6 快速傅里叶变换的应用
数字滤波器的基本网络结构
5.1 数字滤波器结构的表示方法
5.2 无限长冲激响应(IIR)滤波器的基本网络结构
5.3 有限长冲激响应(FIR)滤波器的基本网络结构
5.4 数字滤波器的格型结构
无限长冲激响应滤波器的设计方法
6.1 一般数字滤波器的设计方法概述
6.2 模拟滤波器的设计方法简介
6.3 用冲激响应不变法设计IIR数字低通滤波器
6.4 用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器
6.5 IIR数字滤波器的频率变换设计方法
6.6 IIR数字滤波器设计举例
有限冲激响应滤波器的设计方法
7.1 线性相位FIR滤波器的特点
7.2 利用窗函数法设计FIR滤波器
7.3 利用频率抽样法设计FIR滤波器
7.4 IIR与FIR数字滤波器的比较
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预备知识

复变函数、信号与系统

参考资料
  • 《数字信号处理原理与实现》,主编:刘泉,阙大顺,郭志强

  • 《数字信号处理学习指导与考研辅导》,主编:阙大顺,郭志强

武汉理工大学
9 位授课老师
郭志强

郭志强

教授

刘泉

刘泉

教授

阙大顺

阙大顺

教授

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